ES2914053T3 - Reinforced engineered biomaterials and manufacturing methods thereof - Google Patents

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ES2914053T3
ES2914053T3 ES20158046T ES20158046T ES2914053T3 ES 2914053 T3 ES2914053 T3 ES 2914053T3 ES 20158046 T ES20158046 T ES 20158046T ES 20158046 T ES20158046 T ES 20158046T ES 2914053 T3 ES2914053 T3 ES 2914053T3
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Brendan Purcell
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Abstract

Material compuesto de tejido biológico reforzado con fibras, comprendiendo el material: un soporte fibroso que comprende una pluralidad de fibras, en el que las fibras están rodeadas por matriz extracelular, y en el que la matriz extracelular y la pluralidad de fibras están reticuladas entre sí.Fibre-reinforced biological tissue composite material, the material comprising: a fibrous support comprising a plurality of fibers, wherein the fibers are surrounded by extracellular matrix, and wherein the extracellular matrix and the plurality of fibers are cross-linked to each other .

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Biomateriales obtenidos mediante ingeniería reforzados y métodos de fabricación de los mismosReinforced engineered biomaterials and manufacturing methods thereof

CampoCountryside

En el presente documento se describen métodos para fabricar cuero obtenido mediante ingeniería que incorpora una estructura de refuerzo, así como el cuero resultante formado mediante estos métodos. Estos cueros obtenidos mediante ingeniería pueden usarse en lugar de, o en combinación con, cueros de pellejo de animales.Described herein are methods of manufacturing engineered leather incorporating a reinforcing structure, as well as the resulting leather formed by these methods. These engineered leathers can be used in place of, or in combination with, animal hide leathers.

AntecedentesBackground

El cuero se usa en una amplia variedad de aplicaciones, incluyendo tapicería de muebles, ropa, zapatos, equipaje, bolsos y accesorios, y aplicaciones en automoción. Actualmente, se usan pieles de animales como materia prima para el cuero natural. Sin embargo, las pieles del ganado plantean preocupaciones medioambientales porque la cría de ganado requiere enormes cantidades de alimento, pastos, agua y combustible fósil. El ganado también produce una contaminación significativa para el aire y las vías fluviales. Además, el uso de pieles de animales para producir cuero es objetable para las personas con conciencia social. La industria mundial del cuero sacrifica más de mil millones de animales al año. La mayor parte del cuero procede de países sin leyes de bienestar animal o que tienen leyes que no se aplican en gran medida o en su totalidad. El cuero producido sin matar animales sería una gran novedad y tendría atractivo en la moda.Leather is used in a wide variety of applications, including furniture upholstery, clothing, shoes, luggage, bags and accessories, and automotive applications. Currently, animal skins are used as raw material for natural leather. However, cattle hides raise environmental concerns because raising cattle requires enormous amounts of feed, pasture, water, and fossil fuel. Cattle also produce significant pollution to the air and waterways. Furthermore, the use of animal skins to produce leather is objectionable to people with a social conscience. The global leather industry slaughters more than a billion animals a year. Most leather comes from countries with no animal welfare laws or with laws that are largely or not fully enforced. Leather produced without killing animals would be a great novelty and would have fashion appeal.

Aunque el cuero sintético se desarrolló para abordar algunas de estas preocupaciones, carece de la calidad, la durabilidad y el prestigio del cuero natural. Hasta ahora, no se han desarrollado procedimientos científicamente sólidos e industrialmente viables para producir cuero natural. Por consiguiente, existe la necesidad de una solución a las demandas de alternativas al cuero producido a partir de animales vivos. Existe la necesidad de alternativas al cuero producido a partir de animales vivos y, en particular, existe la necesidad de un material de cuero duradero y que pueda producirse de manera sostenible.Although synthetic leather was developed to address some of these concerns, it lacks the quality, durability, and prestige of natural leather. Until now, no scientifically sound and industrially viable procedures have been developed to produce natural leather. Accordingly, there is a need for a solution to the demands for alternatives to leather produced from live animals. There is a need for alternatives to leather produced from live animals and, in particular, there is a need for a leather material that is durable and can be produced sustainably.

El cuero natural normalmente es un material duradero y flexible creado mediante la curtición de cuero crudo y piel de animales, a menudo pellejo de ganado. Generalmente se entiende que la curtición es el procedimiento de tratar las pieles de animales para producir cuero. La curtición puede realizarse de varios modos bien conocidos, incluyendo curtición vegetal (por ejemplo, usando tanino), curtición al cromo (sales de cromo, incluyendo sulfato de cromo), curtición con aldehído (usando compuestos de oxazolidina o glutaraldehído), sintanos (taninos sintéticos, usando polímeros aromáticos) y similares.Natural leather is typically a durable, flexible material created by tanning rawhide and animal hides, often cattle hides. Tanning is generally understood to be the process of treating animal hides to produce leather. Tanning can be carried out in a number of well-known ways, including vegetable tanning (for example, using tannin), chrome tanning (chromium salts, including chrome sulfate), aldehyde tanning (using oxazolidine or glutaraldehyde compounds), syntans (tannins synthetics, using aromatic polymers) and the like.

El cuero natural normalmente se prepara en tres partes principales: fases preparatorias, curtición y formación de cuero semiterminado. También puede incluirse el recubrimiento de superficie. Las etapas preparatorias preparan el pellejo/piel para la curtición, y se retiran los componentes no deseados de la piel sin procesar. Las fases preparatorias pueden incluir: conservación, remojo (rehidratación), calero, pelambre, descarnado (retirada de material subcutáneo), dividido, nuevo calero, desencalado (para retirar los productos químicos del pelambre y el encalado), rendido (proteólisis de proteínas), desengrase, frisado, blanqueo, piquelado (cambio de pH), remoción del ácido y la sal (de-pickling), etc.Natural leather is normally prepared in three main parts: preparatory phases, tanning and semi-finished leather formation. Surface coating may also be included. The preparatory steps prepare the hide/hide for tanning, and unwanted components are removed from the raw hide. Preparatory steps may include: holding, soaking (rehydration), liming, unliming, fleshing (removal of subcutaneous material), splitting, reliming, deliming (to remove liming and liming chemicals), rendering (protein proteolysis) , degreasing, pilling, bleaching, pickling (pH change), acid and salt removal ( de-pickling), etc.

La curtición se realiza para convertir las proteínas en el pellejo/la piel en un material estable que no se pudrirá, al tiempo que permite que el material permanezca flexible. El cromo es el material de curtición usado más frecuentemente. El pH de la piel/el pellejo puede ajustarse (por ejemplo, reducirse, por ejemplo hasta pH 2,8-3,2) para mejorar la curtición; después de la curtición, el pH puede elevarse (“basificación” hasta un nivel ligeramente superior, por ejemplo, pH 3,8-4,2).Tanning is done to convert the proteins in the hide/skin into a stable material that will not rot, while allowing the material to remain flexible. Chrome is the most frequently used tanning material. The pH of the hide/hide can be adjusted (eg lowered, eg down to pH 2.8-3.2) to improve tannability; after tanning, the pH can be raised ("basification" to a slightly higher level, eg pH 3.8-4.2).

La formación de cuero semiterminado se refiere al tratamiento tras la curtición que puede incluir dar color (teñir), adelgazar, secar o hidratar y similares. Los ejemplos de técnicas de formación de cuero semiterminado incluyen: humectación (rehidratación), abrevado (secado), dividido (en capas más delgadas), afeitado, neutralización (ajuste del pH a un nivel más neutro), recurtición, teñido, engrasado, llenado, rellenado, pelado, blanqueo, fijación de productos químicos no unidos, endurecimiento, acondicionamiento, ablandamiento, pulido, etc.The formation of semi-finished leather refers to the treatment after tanning which may include coloring (dyeing), thinning, drying or moisturizing and the like. Examples of semi-finished leather-forming techniques include: wetting (rehydration), shortening (drying), splitting (into thinner layers), shaving, neutralizing (adjusting the pH to a more neutral level), retanning, dyeing, oiling, filling , filling, peeling, whitening, fixing unbonded chemicals, hardening, conditioning, softening, polishing, etc.

En la práctica, el procedimiento de conversión de la piel de animal en cuero puede incluir etapas secuenciales tales como: depilado/pelambre, calero, desencalado y rendido, piquelado, curtición, neutralización/teñido y engrasado, secado y acabado. El proceso de pelambre puede retirar químicamente el pelo (por ejemplo, usando una disolución alcalina), mientras que la etapa de calero (por ejemplo, usando una disolución alcalina y de sulfuro) puede completar adicionalmente el proceso de retirada de pelo e hinchar (“abrir”) el colágeno. Durante la curtición, la estructura de la piel puede estabilizarse en la forma “abierta” reemplazando parte del colágeno con iones complejos de cromo. Dependiendo de los compuestos usados, el color y la textura del cuero pueden cambiar. El cuero curtido puede ser mucho más flexible que un pellejo sin tratar y también más duradero.In practice, the process for converting animal skin into leather may include sequential steps such as: dehairing/hairing, liming, deliming and rendering, pickling, tanning, neutralizing/dyeing and oiling, drying and finishing. The unhairing process can chemically remove the hair (for example, using an alkaline solution), while the lime step (for example, using an alkaline and sulfur solution) can further complete the hair removal and swelling process (" open”) the collagen. During tanning, the structure of the hide can be stabilized in the "open" form by replacing some of the collagen with complex chromium ions. Depending on the compounds used, the color and texture of the leather can change. Tanned leather can be much more flexible than raw hide and also more durable.

La piel, o el pellejo de animal, está formada principalmente por colágeno, una proteína fibrosa. El colágeno es un término genérico para una familia de al menos 28 tipos distintos de colágeno; la piel de animales normalmente es colágeno tipo 1 (por lo que se supone normalmente que el término colágeno es colágeno tipo 1), aunque pueden usarse otros tipos de colágeno para la formación del cuero. Los colágenos se caracterizan por un triplete de repetición de aminoácidos, -(Gly-X-Y)„-, de modo que aproximadamente un tercio de los residuos de aminoácido que se encuentran en el colágeno son glicina. X es a menudo prolina e Y es a menudo hidroxiprolina. Por tanto, la estructura del colágeno puede consistir en unidades triples entrelazadas de cadenas peptídicas de diferentes longitudes. Diferentes animales pueden producir diferentes composiciones de aminoácidos del colágeno, lo que puede dar como resultado diferentes propiedades (y diferencias en el cuero resultante). Los monómeros de fibra de colágeno pueden producirse a partir de cadenas alfa de aproximadamente 1050 aminoácidos de longitud, de modo que la triple hélice adopta la forma de una varilla de aproximadamente 300 nm de longitud, con un diámetro de 1,5 nm. En la producción de la matriz extracelular por las células de piel fibroblastos, pueden sintetizarse monómeros de triple hélice y los monómeros pueden unirse entre sí para dar lugar a una forma fibrosa. Estas triples hélices pueden mantenerse juntas mediante enlaces salinos, enlaces de hidrógeno, enlaces hidrófobos y enlaces covalentes. Las triples hélices pueden unirse entre sí en haces denominados fibrillas y los haces de fibrillas se unen entre sí para crear fibras. Las fibras normalmente se dividen y se unen entre sí a lo largo de una capa de piel. Las variaciones de la reticulación o la unión pueden proporcionar resistencia al material. Las fibras pueden tener una variedad de diámetros. Además del colágeno tipo I, la piel (pellejos) también puede incluir otros tipos de colágeno, incluyendo el colágeno tipo III (reticulina), el colágeno tipo IV y el colágeno tipo VII.Skin, or animal hide, is made up primarily of collagen, a fibrous protein. Collagen is a generic term for a family of at least 28 different types of collagen; animal skin is normally type 1 collagen (thus the term collagen is normally assumed to be type 1 collagen), although other types of collagen may be used for leather formation. Collagens are characterized by a repeating triplet of amino acids, -(Gly-XY)„-, such that approximately one-third of the amino acid residues found in collagen are glycine. X is often proline and Y is often hydroxyproline. Therefore, the structure of collagen may consist of interlocking triple units of peptide chains of different lengths. Different animals can produce different amino acid compositions of collagen, which can result in different properties (and differences in the resulting leather). Collagen fiber monomers can be produced from alpha chains approximately 1050 amino acids long, so that the triple helix takes the form of a rod approximately 300 nm long, with a diameter of 1.5 nm. In the production of the extracellular matrix by fibroblast skin cells, triple-stranded monomers can be synthesized and the monomers can bind together to form a fibrous form. These triple helices can be held together by salt bonds, hydrogen bonds, hydrophobic bonds, and covalent bonds. Triple helices can join together in bundles called fibrils, and bundles of fibrils join together to create fibers. The fibers normally divide and join together along a layer of skin. Variations in crosslinking or bonding can provide strength to the material. The fibers can have a variety of diameters. In addition to type I collagen, the skin (skin) may also include other types of collagen, including type III collagen (reticulin), type IV collagen, and type VII collagen.

Los intentos anteriores de obtención de cueros obtenidos mediante ingeniería han resultado insatisfactorios o poco prácticos. Por ejemplo, el documento EP 1589098 (“la solicitud '098”) describe un método de hacer crecer fibroblastos sembrados en soportes bioactivos tridimensionales. Los soportes pueden estar compuestos por material de desecho de colágeno procedente de un procedimiento de curtición (“división”), micropartículas de colágeno puro, partículas de material de desecho de colágeno o soportes sintéticos (por ejemplo, compuestos por polímeros tales como HYAFF). La adición del material de soporte complica y aumenta el coste de su procedimiento propuesto y también afecta a las propiedades de cualquier cuero producido de este modo.Previous attempts to obtain engineered leathers have been unsuccessful or impractical. For example, EP 1589098 ("the '098 application") describes a method of growing seeded fibroblasts on three-dimensional bioactive supports. The supports may be composed of collagen waste material from a tanning ("splitting") process, pure collagen microparticles, collagen waste material particles, or synthetic supports (eg, composed of polymers such as HYAFF). The addition of the support material complicates and adds to the cost of his proposed process and also affects the properties of any leather produced in this way.

La solicitud '098 es un ejemplo de una técnica de soporte para cultivar cuero, sin embargo, un método como este, que usa un soporte de materiales de colágeno obtenido mediante ingeniería o de desecho, no se ha usado ampliamente porque es costoso y difícil de trabajar, y ha demostrado ser técnicamente difícil de trabajar y comercializar.The '098 application is an example of a support technique for culturing leather, however, a method such as this, using a support of engineered or scrap collagen materials, has not been widely used because it is expensive and difficult to manufacture. work, and has proven to be technically difficult to work with and market.

Hasta la fecha, la fabricación de cuero mediante técnicas ex vivo (por ejemplo, cultivo celular) ha resultado difícil. Una posible ventaja del cuero cultivado (por ejemplo, obtenido mediante ingeniería) es la posibilidad de añadir materiales, incluyendo materiales sintéticos, durante el procedimiento de fabricación, de modo que tales materiales puedan integrarse en el cuero resultante, por ejemplo, para proporcionar mayor resistencia, durabilidad y funcionalidad. Aunque referencias tales como la publicación de patente estadounidense n.° 2012/0023777 concedida a Greene han sugerido cultivar cuero añadiendo elementos al cuero cultivado, tales como soportes de refuerzo o miembros esféricos, incluyendo miembros huecos, que pueden modificar la densidad, el peso y la rigidez del material resultante. Desafortunadamente, referencias tales como esta no describen adecuadamente cómo pueden fabricarse tales materiales, particularmente en cuanto a cantidades y tamaños necesarios para una fabricación comercial significativa.To date, the manufacture of leather by ex vivo techniques (eg cell culture) has proven difficult. One potential advantage of cultured (i.e., engineered) leather is the ability to add materials, including synthetic materials, during the manufacturing process, so that such materials can be integrated into the resulting leather, for example, to provide added strength. , durability and functionality. Although references such as US Patent Publication No. 2012/0023777 to Greene have suggested cultivating leather by adding elements to the cultivated leather, such as reinforcing supports or spherical members, including hollow members, which can modify the density, weight and the stiffness of the resulting material. Unfortunately, references such as this one do not adequately describe how such materials can be made, particularly in terms of quantities and sizes necessary for significant commercial manufacture.

En el presente documento se describen cueros obtenidos mediante ingeniería que pueden incluir uno o más materiales de refuerzo, que pueden procesarse de una manera sencilla y altamente robusta que puede escalarse de modo que puedan fabricarse cantidades y calidades de cuero comercialmente relevantes. Los métodos y materiales descritos en el presente documento pueden abordar muchos de los problemas de los cueros naturales y obtenidos mediante ingeniería previamente descritos, incluyendo aquellos identificados anteriormente.Described herein are engineered leathers that may include one or more reinforcing materials, that can be processed in a simple and highly robust manner that can be scaled so that commercially relevant quantities and qualities of leather can be manufactured. The methods and materials described herein can address many of the previously described problems with natural and engineered leathers, including those identified above.

También se describen en el presente documento cueros obtenidos mediante ingeniería que pueden abordar los problemas mediante la formación de materiales similares a los materiales compuestos reforzados con fibras (FRC), en los que las células se cultivan sobre soportes fibrosos (formados por fibras tales como seda). En general, los FRC se refieren a materiales compuestos de construcción que forman una clase de materiales de alto rendimiento usados en varias industrias, incluyendo de la energía, la construcción, la automoción y el deporte. Los FRC consisten en una fase de matriz continua (normalmente una matriz de polímero), una fase de fibra dispersa (normalmente una fibra de vidrio, carbono o celulósica más fuerte) y una superficie de contacto entre la matriz y las fibras. Dentro de la superficie de contacto, las fibras se reticulan con la fase de matriz para unir el material entre sí y transmitir fuerzas desde la fase de matriz a las fibras más fuertes. Como resultado, pueden realizarse materiales con resistencias increíbles que no son posibles con cada material individualmente.Also described herein are engineered leathers that can address the problems by forming fiber-reinforced composite (FRC)-like materials, in which cells are cultured on fibrous supports (made up of fibers such as silk). ). In general, FRCs refer to composite building materials that form a class of high-performance materials used in various industries, including energy, construction, automotive, and sports. FRCs consist of a continuous matrix phase (usually a polymer matrix), a dispersed fiber phase (usually a stronger glass, carbon, or cellulosic fiber), and an interface between the matrix and the fibers. Within the interface, the fibers crosslink with the matrix phase to bind the material together and transmit forces from the matrix phase to the stronger fibers. As a result, materials with incredible strengths that are not possible with each material individually can be realized.

Tal como se ha mencionado, se han desarrollado numerosos soportes obtenidos mediante ingeniería de tejido a lo largo de los últimos 25 años para construir tejidos biológicos con estructuras y dimensiones definidas. Estos soportes proporcionan un área superficial para que las células se adhieran y hagan crecer tejido en tres dimensiones. Los materiales fibrosos que consisten en fibras entrelazadas o tejidas, de 100 nm a 100 um de diámetro, se han explorado ampliamente como soportes obtenidos mediante ingeniería de tejido debido a sus grandes áreas superficiales para el crecimiento celular por unidad de volumen y altas porosidades para permitir la infiltración celular en toda la arquitectura del soporte 3D. Normalmente, los soportes obtenidos mediante ingeniería de tejido son biodegradables, lo que permite que el tejido reemplace al soporte a medida que crece. Por tanto, el producto final consiste solo en tejido biológico para mejorar la biocompatibilidad tras la implantación.As mentioned, numerous tissue-engineered scaffolds have been developed over the last 25 years to construct biological tissues with defined structures and dimensions. These supports provide a surface area for cells to attach and grow tissue in three dimensions. Fibrous materials consisting of intertwined or woven fibers, 100nm to 100um in diameter, have been widely explored as tissue-engineered supports due to their large surface areas for cell growth per unit volume and high porosities to allow cell growth. the Cellular infiltration throughout the architecture of the 3D support. Tissue-engineered supports are typically biodegradable, allowing the tissue to replace the support as it grows. Therefore, the final product consists only of biological tissue to improve biocompatibility after implantation.

Las construcciones obtenidas mediante ingeniería de tejido generalmente se hacen crecer para aplicaciones biomédicas, incluyendo la inserción en un cuerpo para reparar y/o reemplazar tejido biológico, por lo que la biocompatibilidad ha sido una consideración importante. Sin embargo, el uso de tejidos biológicos para aplicaciones de consumo requiere un conjunto de consideraciones muy diferente. En tales casos, debe considerarse la durabilidad, el aspecto y la capacidad para curtirse o conservarse. En el presente documento se describen métodos y técnicas para la fabricación de tejido biológico, así como el material obtenido mediante ingeniería resultante, que pueden abordar las preocupaciones descritas anteriormente. En particular, en el presente documento se describen materiales compuestos en los que el tejido se hace crecer a lo largo de un soporte fibroso y se reticula con el soporte durante un procedimiento análogo a la curtición para crear una clase novedosa de materiales compuestos de alto rendimiento, así como métodos para formar tales materiales compuestos. Estos cueros obtenidos mediante ingeniería pueden reproducir muchas de las estructuras y propiedades de los cueros naturales, pero pueden procesarse de una manera mucho más sencilla.Tissue-engineered constructs are generally grown for biomedical applications, including insertion into a body to repair and/or replace biological tissue, so biocompatibility has been an important consideration. However, the use of biological tissues for consumer applications requires a very different set of considerations. In such cases, durability, appearance, and ability to be tanned or preserved should be considered. Described herein are methods and techniques for the fabrication of biological tissue, as well as the resulting engineered material, that may address the concerns outlined above. In particular, composite materials are described herein in which the fabric is grown along a fibrous support and cross-linked with the support during a process analogous to tanning to create a novel class of high-performance composite materials. , as well as methods for forming such composite materials. These engineered leathers can reproduce many of the structures and properties of natural leathers, but can be processed much more easily.

Sumario de la divulgaciónDisclosure Summary

La presente invención, tal como se reivindica en la reivindicación 1, se refiere a un material compuesto de tejido biológico reforzado con fibras, comprendiendo el material: un soporte fibroso que comprende una pluralidad de fibras, en el que las fibras están rodeadas por una matriz extracelular, y en el que la matriz extracelular y la pluralidad de fibras están reticuladas entre sí. Las realizaciones preferidas de la invención se reivindican en las reivindicaciones dependientes adjuntas.The present invention, as claimed in claim 1, relates to a fiber-reinforced biological tissue composite material, the material comprising: a fibrous support comprising a plurality of fibers, in which the fibers are surrounded by a matrix extracellular, and wherein the extracellular matrix and the plurality of fibers are crosslinked with each other. Preferred embodiments of the invention are claimed in the attached dependent claims.

En el presente documento también se da a conocer lo siguiente:This document also discloses the following:

En el presente documento se describen pellejos obtenidos mediante ingeniería reforzados y métodos para fabricar estos pellejos. Estos pellejos pueden curtirse para formar materiales de cuero, que pueden usarse en cualquier lugar en el que se use cuero natural, incluyendo la fabricación de prendas de vestir (ropa, zapatos, etc.), mobiliario (por ejemplo, tapicería) o similares (cinturones, pulseras, etc.).Reinforced engineered skins and methods of making these skins are described herein. These hides can be tanned to form leather materials, which can be used anywhere natural leather is used, including the manufacture of clothing (clothes, shoes, etc.), furniture (eg upholstery), or the like ( belts, bracelets, etc.).

Por ejemplo, un método para fabricar un pellejo obtenido mediante ingeniería reforzado puede incluir: colocar una primera pluralidad de células liberadoras de colágeno sobre una primera superficie de una malla, teniendo la malla una primera superficie y una segunda superficie; cultivar la primera pluralidad de células liberadoras de colágeno para formar una primera capa de colágeno que cubra la primera superficie; voltear la malla y colocar una segunda pluralidad de células liberadoras de colágeno sobre la segunda superficie de la malla; y cultivar la segunda pluralidad de células liberadoras de colágeno para formar una segunda capa de colágeno que cubra la segunda superficie, en el que la malla está incrustada entre las capas primera y segunda de colágeno y las capas primera y segunda de colágeno están conectadas entre sí a través de la malla.For example, a method of manufacturing a reinforced engineered skin may include: placing a first plurality of collagen-releasing cells on a first surface of a mesh, the mesh having a first surface and a second surface; culturing the first plurality of collagen-releasing cells to form a first layer of collagen covering the first surface; flipping the mesh and placing a second plurality of collagen-releasing cells on the second surface of the mesh; and culturing the second plurality of collagen-releasing cells to form a second collagen layer covering the second surface, wherein the mesh is embedded between the first and second collagen layers and the first and second collagen layers are connected to each other through the mesh.

En general, colocar las células puede incluir colocar (por ejemplo, sembrar) células individuales, grupos/agrupaciones de células y/o capas/láminas de células dentro de una lámina de colágeno que las células han secretado. Las células pueden colocarse directamente sobre la superficie, incluyendo sobre la superficie de la malla o capa previamente colocada.In general, placing the cells may include placing (eg, seeding) individual cells, groups/clusters of cells, and/or layers/sheets of cells within a collagen sheet that the cells have secreted. The cells can be placed directly on the surface, including on the surface of the previously placed mesh or layer.

En cualquiera de las variaciones descritas en el presente documento, la malla puede sujetarse (de manera liberable) en un armazón. El armazón puede manipularse para transferir, incluyendo voltear, la malla y cualquier capa de células/colágeno sobre la misma. Por ejemplo, colocar la primera pluralidad de células liberadoras de colágeno puede comprender colocar la primera pluralidad de células liberadoras de colágeno sobre la primera superficie de la malla en la que la malla se sujeta de manera liberable en un armazón. El armazón puede permanecer sobre las células durante todo el procedimiento de fabricación del pellejo y puede retirarse antes, o en algunas variaciones después, de la curtición.In any of the variations described herein, the mesh may be (releasably) attached to a frame. The scaffold can be manipulated to transfer, including flipping, the mesh and any cell/collagen layers thereon. For example, placing the first plurality of collagen-releasing cells may comprise placing the first plurality of collagen-releasing cells on the first surface of the mesh where the mesh is releasably attached to a frame. The framework may remain on the cells throughout the hide manufacturing process and may be removed before, or in some variations after, tanning.

Cualquiera de estos métodos puede incluir voltear la malla una o más veces durante la formación del material, para aplicar capas adicionales de células (y, por tanto, colágeno) al material en crecimiento. Por ejemplo, el método puede incluir voltear la malla de modo que la segunda superficie quede hacia arriba y colocar al menos una primera pluralidad adicional de células liberadoras de colágeno encima de la segunda superficie y cultivar la al menos una primera pluralidad adicional de células liberadoras de colágeno para formar al menos una primera capa adicional de colágeno que cubra la segunda superficie. Alternativa o adicionalmente, el método puede incluir voltear la malla de modo que la primera superficie quede hacia arriba y colocar al menos una segunda pluralidad adicional de células liberadoras de colágeno encima de la primera superficie y cultivar la al menos una segunda pluralidad adicional de células liberadoras de colágeno para formar al menos una segunda capa adicional de colágeno sobre la segunda superficie.Any of these methods may include turning the mesh one or more times during the formation of the material, to apply additional layers of cells (and thus collagen) to the growing material. For example, the method may include flipping the mesh so that the second surface is facing up and placing at least a first additional plurality of collagen-releasing cells on top of the second surface and culturing the at least one additional first plurality of collagen-releasing cells. collagen to form at least one additional first layer of collagen covering the second surface. Alternatively or additionally, the method may include flipping the mesh so that the first surface is facing up and placing at least a second additional plurality of collagen-releasing cells on top of the first surface and culturing the at least a second additional plurality of collagen-releasing cells. of collagen to form at least a second additional layer of collagen on the second surface.

Así, por ejemplo, el método puede incluir voltear secuencialmente la malla y colocar al menos una pluralidad adicional de células liberadoras de colágeno encima de la primera superficie o de la segunda superficie y cultivar la al menos una segunda pluralidad adicional de células liberadoras de colágeno para formar al menos una capa adicional de colágeno sobre la primera o segunda superficie.Thus, for example, the method may include sequentially flipping the mesh and placing at least a plurality additional collagen-releasing cells on top of the first or second surface and culturing the at least one additional second plurality of collagen-releasing cells to form at least one additional layer of collagen on the first or second surface.

Tal como se mencionó, el material puede curtirse para formar un cuero. Por ejemplo, el método puede incluir curtir el material que incluye la malla incrustada entre las capas primera y segunda de colágeno. La curtición puede incluir curtir el material que tiene la malla incrustada entre las capas primera y segunda de colágeno con la malla sujeta de manera extraíble por un armazón, en el que la malla se aseguró al armazón durante las etapas de colocación (por ejemplo, la etapa de colocar la primera pluralidad de células liberadoras de colágeno sobre la primera superficie de la malla).As mentioned, the material can be tanned to form a leather. For example, the method may include tanning the material including the mesh embedded between the first and second layers of collagen. Tanning may include tanning the material having the mesh embedded between the first and second layers of collagen with the mesh removably held by a frame, where the mesh was secured to the frame during placement steps (for example, the step of placing the first plurality of collagen-releasing cells on the first surface of the mesh).

Tal como se mencionó, en algunas variaciones, colocar las células puede incluir colocar una lámina de células (y colágeno). Puede formarse una lámina de colágeno cultivando las células en una placa de cultivo (o sobre otro fragmento de malla) y transfiriendo la lámina al material en crecimiento que incluye la malla.As mentioned, in some variations, placing the cells may include placing a sheet of cells (and collagen). A collagen sheet can be formed by growing the cells in a culture dish (or on another piece of mesh) and transferring the sheet to growing material including the mesh.

En algunas variaciones, el método incluye colocar la malla sobre una capa preliminar de células liberadoras de colágeno en una placa de cultivo de modo que la segunda superficie de la malla descanse sobre la capa preliminar antes de colocar la primera pluralidad de células liberadoras de colágeno sobre la primera superficie de la malla. Este método puede ser particularmente útil en variaciones en las que la malla tiene tamaños de poro relativamente grandes (por ejemplo, las separaciones a través de la malla son mayores de o iguales a aproximadamente 0,5 mm). De manera similar, en algunas variaciones, el método puede incluir colocar un tapón contra la segunda superficie de la malla antes de colocar la primera pluralidad de células liberadoras de colágeno sobre la primera superficie de la malla.In some variations, the method includes placing the mesh on top of a preliminary layer of collagen-releasing cells in a culture dish so that the second surface of the mesh rests on the preliminary layer before placing the first plurality of collagen-releasing cells on top. the first surface of the mesh. This method can be particularly useful in variations where the mesh has relatively large pore sizes (eg, gaps through the mesh are greater than or equal to about 0.5 mm). Similarly, in some variations, the method may include placing a plug against the second surface of the mesh prior to placing the first plurality of collagen-releasing cells on the first surface of the mesh.

Cualquiera de los métodos descritos en el presente documento puede incluir el uso de una malla formada por un material al que las células normalmente no se adhieren; a pesar de no adherirse, lo que puede dificultar que las células crezcan y liberen colágeno, las células pueden liberar colágeno sobre la malla. Esto puede ser posible en algunas variaciones, debido a los tamaños de poro relativamente grandes (por ejemplo, mayores que el diámetro de las células) de modo que las células se adhieran a través de las aberturas de la malla (por ejemplo, a un sustrato, tapón u otra capa de colágeno/células).Any of the methods described herein may include the use of a mesh formed of a material to which cells do not normally adhere; despite not adhering, which can make it difficult for cells to grow and release collagen, cells can release collagen onto the mesh. This may be possible in some variations, due to relatively large pore sizes (eg larger than the diameter of the cells) so that cells adhere through mesh openings (eg to a substrate). , plug, or other layer of collagen/cells).

Un método para fabricar un pellejo obtenido mediante ingeniería reforzado puede incluir: colocar una primera pluralidad de células liberadoras de colágeno sobre una primera superficie de una malla, teniendo la malla una primera superficie y una segunda superficie; cultivar la primera pluralidad de células liberadoras de colágeno para formar una primera capa de colágeno que cubra la totalidad de la primera superficie; voltear la malla y colocar una segunda pluralidad de células liberadoras de colágeno sobre la segunda superficie de la malla; cultivar la segunda pluralidad de células liberadoras de colágeno para formar una segunda capa de colágeno que cubra la totalidad de la segunda superficie, en el que la malla está incrustada entre las capas primera y segunda de colágeno y las capas primera y segunda de colágeno están conectadas entre sí a través de la malla; y formar secuencialmente capas adicionales de colágeno sobre las superficies primera, segunda o primera y segunda de la malla para formar un pellejo obtenido mediante ingeniería reforzado que tenga la malla intercalada entre una pluralidad de capas de regiones densas en colágeno.A method of manufacturing a reinforced engineered skin may include: placing a first plurality of collagen-releasing cells on a first surface of a mesh, the mesh having a first surface and a second surface; culturing the first plurality of collagen-releasing cells to form a first layer of collagen covering the entirety of the first surface; flipping the mesh and placing a second plurality of collagen-releasing cells on the second surface of the mesh; culturing the second plurality of collagen-releasing cells to form a second collagen layer covering the entirety of the second surface, wherein the mesh is embedded between the first and second collagen layers and the first and second collagen layers are connected each other through the mesh; and sequentially forming additional layers of collagen on the first, second, or first and second surfaces of the mesh to form a reinforced engineered skin having the mesh sandwiched between a plurality of layers of collagen-dense regions.

Formar secuencialmente capas adicionales de colágeno puede incluir formar un pellejo obtenido mediante ingeniería reforzado que tenga el patrón estriado que incluye una pluralidad de capas de regiones densas en colágeno y al menos una capa de malla.Sequentially forming additional layers of collagen may include forming a reinforced engineered skin having the striated pattern including a plurality of layers of collagen-dense regions and at least one mesh layer.

Un método para fabricar un pellejo obtenido mediante ingeniería reforzado puede incluir: colocar una primera pluralidad de células liberadoras de colágeno sobre una primera superficie de una malla, teniendo la malla una primera superficie y una segunda superficie, en el que la malla se sujeta de manera liberable en un armazón; cultivar la primera pluralidad de células liberadoras de colágeno para formar una primera capa de colágeno que cubra la primera superficie; voltear el armazón y la malla y colocar una segunda pluralidad de células liberadoras de colágeno sobre la segunda superficie de la malla; cultivar la segunda pluralidad de células liberadoras de colágeno para formar una segunda capa de colágeno que cubra la segunda superficie de modo que la malla se incruste entre las capas primera y segunda de colágeno y las capas primera y segunda de colágeno se conecten entre sí a través de la malla; colocar al menos una primera pluralidad adicional de células liberadoras de colágeno encima de la segunda superficie y cultivar la al menos una primera pluralidad adicional de células liberadoras de colágeno para formar al menos una primera capa adicional de colágeno que cubra la segunda superficie; voltear el armazón y la malla y colocar al menos una segunda pluralidad adicional de células liberadoras de colágeno encima de la primera superficie y cultivar la al menos una segunda pluralidad adicional de células liberadoras de colágeno para formar al menos una segunda capa adicional de colágeno sobre la segunda superficie; y retirar la malla del armazón.A method of making a reinforced engineered skin may include: placing a first plurality of collagen-releasing cells on a first surface of a mesh, the mesh having a first surface and a second surface, wherein the mesh is securely attached. releasable in a frame; culturing the first plurality of collagen-releasing cells to form a first layer of collagen covering the first surface; flipping the frame and mesh and placing a second plurality of collagen-releasing cells on the second surface of the mesh; culturing the second plurality of collagen-releasing cells to form a second collagen layer covering the second surface such that the mesh is embedded between the first and second collagen layers and the first and second collagen layers are connected to each other through of the mesh; placing at least one additional first plurality of collagen-releasing cells on top of the second surface and culturing the at least one additional first plurality of collagen-releasing cells to form at least one additional first layer of collagen covering the second surface; flipping the scaffold and mesh and placing at least a second additional plurality of collagen-releasing cells on top of the first surface and culturing the at least a second additional plurality of collagen-releasing cells to form at least a second additional layer of collagen on the second surface; and remove the mesh from the frame.

También se describen en el presente documento cualquiera de los pellejos obtenidos mediante ingeniería reforzados fabricados mediante los métodos descritos. Por ejemplo, un pellejo obtenido mediante ingeniería reforzado puede incluir: un cuerpo que se extiende en un plano y que tiene un volumen normal al plano, comprendiendo el volumen una pluralidad de capas de regiones densas en colágeno que se extienden en el plano dentro del volumen para formar un patrón estratificado de regiones densas en colágeno; y una malla de refuerzo dentro del cuerpo plano y que se extiende en el plano del cuerpo, en el que una primera capa de la pluralidad de capas de regiones densas en colágeno es adyacente a la malla sobre un primer lado y sigue un contorno del primer lado del malla y una segunda capa de la pluralidad de capas de regiones densas en colágeno es adyacente a la malla sobre un segundo lado y sigue un contorno del segundo lado de la malla. Los pellejos pueden curtirse.Also described herein are any of the reinforced engineered skins made by the methods described. For example, a reinforced engineered skin may include: a plane-lying body having a volume normal to the plane, the volume comprising a plurality of layers of plane-lying collagen-dense regions within the volume for form a layered pattern of collagen-dense regions; and a reinforcing mesh within the flat body and extending in the plane of the body, wherein a first of the plurality of layers of collagen-dense regions is adjacent to the mesh on a first side and follows a contour of the first side of the mesh and a second layer of the plurality of layers of collagen dense regions is adjacent to the mesh on a second side and follows a contour of the second side of the mesh. Hides can be tanned.

Los pellejos pueden estar sustancialmente libres de células epiteliales o queratinocitos no diferenciados. En particular, los pellejos pueden estar libres de cualquier tejido vascular (por ejemplo, vasos sanguíneos o similares), o restos de los mismos, tal como se encontraría en cuero endógeno.The skins may be substantially free of epithelial cells or undifferentiated keratinocytes. In particular, the hides may be free of any vascular tissue (eg, blood vessels or the like), or debris thereof, such as would be found in endogenous leather.

En general, el grosor de cada capa de región densa en colágeno puede ser de entre aproximadamente 10 |im y aproximadamente 200 |im (por ejemplo, entre aproximadamente 20 |im y aproximadamente 150 |im). El tamaño de poro de la malla puede ser, por ejemplo, de entre aproximadamente 2 |im y 5 mm.In general, the thickness of each collagen-dense region layer may be between about 10 µm and about 200 µm (eg, between about 20 µm and about 150 µm). The pore size of the mesh can be, for example, between about 2 µm and 5 mm.

En cualquiera de los pellejos obtenidos mediante ingeniería reforzados descritos en el presente documento, el pellejo puede incluir uno o más colorantes o pigmentos. Además, el pellejo puede tener un patrón, por ejemplo, incluyendo tener un patrón en relieve; en algunas variaciones, el patrón es el patrón de la malla. En general, la malla puede comprender una estructura similar a una red flexible que tiene un tamaño de poro de menos de 5 mm. En algunas variaciones, la malla comprende un material polimérico sintético.In any of the reinforced engineered skins described herein, the skin may include one or more colorants or pigments. In addition, the skin may be patterned, for example, including having an embossed pattern; in some variations, the pattern is the mesh pattern. In general, the mesh may comprise a flexible net-like structure having a pore size of less than 5 mm. In some variations, the mesh comprises a synthetic polymeric material.

Según la invención tal como se reivindica, se usa un soporte fibroso sobre el cual se cultivan células para producir un material compuesto de tejido biológico reforzado con fibras tal como se reivindica.According to the invention as claimed, a fibrous support on which cells are cultured is used to produce a fiber-reinforced biological tissue composite material as claimed.

Además del refuerzo de malla descrito en el presente documento, cualquiera de los métodos y los materiales textiles (cueros) obtenidos mediante ingeniería dados a conocer pueden incluir una matriz fibrosa. La propia malla puede ser una matriz fibrosa o puede estar formada por una matriz fibrosa. La malla puede estar formada completamente (o, en algunas variaciones, parcialmente) por un material de reticulación que puede reticularse con la matriz extracelular que las células cultivadas han hecho crecer durante el procedimiento de curtición, tal como se describe en el presente documento. Por ejemplo, la malla puede estar formada por una fibra de proteína que comprende grupos amina, ácido carboxílico y sulfhidrilo.In addition to the mesh reinforcement described herein, any of the disclosed methods and engineered textile materials (leathers) may include a fibrous matrix. The mesh itself may be a fibrous matrix or may be formed of a fibrous matrix. The mesh may be formed entirely (or, in some variations, partially) of a crosslinking material that can crosslink with the extracellular matrix that has been grown by the cultured cells during the tanning process, as described herein. For example, the mesh may be formed of a protein fiber comprising amine, carboxylic acid and sulfhydryl groups.

Por ejemplo, los materiales de cuero reforzados obtenidos mediante ingeniería (cueros obtenidos mediante ingeniería) descritos en el presente documento pueden incluir también o alternativamente un material compuesto de una matriz fibrosa que se ha curtido para permitir la reticulación de la matriz fibrosa con el colágeno formado por células cultivadas (por ejemplo, fibroblastos). Estos cueros obtenidos mediante ingeniería pueden denominarse materiales compuestos de tejido biológico reforzados con fibras. En el presente documento también se describen métodos de obtención de tales materiales compuestos de tejido biológico reforzados con fibras.For example, the engineered reinforced leather materials (engineered leathers) described herein may also or alternatively include a material composed of a fibrous matrix that has been tanned to allow cross-linking of the fibrous matrix with the collagen formed. by cultured cells (eg fibroblasts). These engineered leathers may be referred to as fiber-reinforced biofabric composites. Methods of making such fiber-reinforced biological tissue composites are also described herein.

Por ejemplo, un método para formar un material compuesto de tejido biológico reforzado con fibras puede incluir formar el material cultivando células productoras de tejido (por ejemplo, fibroblastos) sobre un soporte fibroso que tiene grupos funcionales amina (-NH2) y ácido carboxílico (-COOH), que pueden reticularse (por ejemplo, mediante curtición) con el tejido y/o las proteínas, tales como colágeno, formarse y/o secretarse por las células y luego la curtición (por ejemplo, reticulación química). La curtición puede realizarse una vez que las fibras del soporte se han cubierto al menos parcialmente con las células cultivadas y la matriz extracelular liberada por las células cultivadas. En general, los soportes descritos en el presente documento son soportes fibrosos formados por cualquier material reticulable, pero particularmente materiales proteicos (por ejemplo, que contienen grupos amina y ácido carboxílico), tales como la seda. La seda es sólo un ejemplo de un soporte fibroso que puede reticularse; la seda generalmente está formada por una fibra de proteína que puede estar compuesta principalmente por fibroína. Por ejemplo, las fibras de seda procedentes de gusanos de seda de cría normalmente tienen una sección transversal triangular con esquinas redondeadas, de 5-10 |im de ancho. La cadena pesada de fibroína está compuesta principalmente por láminas beta, debido a la secuencia de repetición de aminoácidos de 59 monómeros con algunas variaciones. Las fibras del gusano de seda se extruyen de manera natural a partir de dos glándulas del gusano de seda como un par de filamentos primarios (brin), que están pegados entre sí, con proteínas de sericina que actúan como pegamento, para formar un hilo de seda (bave). Los diámetros del hilo de seda para formar la seda tussah pueden alcanzar los 65 |im. La seda emitida por un gusano de seda puede consistir en dos proteínas principales, sericina y fibroína, siendo la fibroína el centro estructural de la seda, y siendo la serecina el material pegajoso que la rodea. La fibroína está compuesta por los aminoácidos Gly-Ser-Gly-Ala-Gly-Ala y forma láminas beta plegadas. Se forman enlaces de hidrógeno entre cadenas y se forman cadenas laterales por encima y por debajo del plano de la red de enlaces de hidrógeno.For example, one method of forming a fiber-reinforced biological tissue composite material may include forming the material by culturing tissue-producing cells (eg, fibroblasts) on a fibrous support having amine (-NH 2 ) and carboxylic acid (-) functional groups. -COOH), which can be cross-linked (eg by tanning) with tissue and/or proteins, such as collagen, formed and/or secreted by cells and then tanning (eg chemical cross-linking). Tanning can be done once the fibers of the support have been at least partially covered with the cultured cells and the extracellular matrix released by the cultured cells. In general, the supports described herein are fibrous supports formed of any crosslinkable material, but particularly proteinaceous materials (eg, containing amine and carboxylic acid groups), such as silk. Silk is just one example of a fibrous support that can be crosslinked; silk is usually made up of a protein fiber which may be mainly made up of fibroin. For example, silk fibers from farmed silkworms typically have a triangular cross-section with rounded corners, 5-10 µm wide. The fibroin heavy chain is mainly composed of beta sheets, due to the repeating amino acid sequence of 59 monomers with some variations. Silkworm fibers are naturally extruded from two silkworm glands as a pair of primary filaments ( brin), which are glued together, with sericin proteins acting as glue, to form a silk thread. silk ( bave). The diameters of the silk thread to form tussah silk can reach 65 |im. The silk emitted by a silkworm may consist of two main proteins, sericin and fibroin, with fibroin being the structural center of the silk, and sericin being the sticky material that surrounds it. Fibroin is composed of the amino acids Gly-Ser-Gly-Ala-Gly-Ala and forms beta pleated sheets. Interchain hydrogen bonds form, and side chains form above and below the plane of the hydrogen bond network.

Generalmente, una malla es una red de material (hilos, cordones, hebras, fibras, etc.) que están conectados, por ejemplo, mediante tejido o de otro modo. La malla puede tener poros de tamaño regular o irregular, y/o de forma regular o irregular, y/o de separación regular o irregular, y/o de patrón regular o irregular. Generalmente, la malla puede ser bidimensional (por ejemplo, formando una lámina o superficie); también se contemplan mallas tridimensionales. Como ejemplo, los poros pueden ser de entre 10 nm y 5 cm en uno o más de; diámetro o separación. Por ejemplo, el tamaño de poro puede estar generalmente entre un diámetro inferior de aproximadamente 10 nm, 20 nm, 50 nm, 100 nm, 200 nm, 300 nm, 400 nm, 500 nm, 0,6 mm, 0,7 mm, 0,8 mm, 0,9 mm, 1 mm, 1,1 mm, 1,2 mm, 1,3 mm, 1,4 mm, 1,5 mm, 1,6 mm, 1,7 mm, 1,8 mm, 1,9 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 12 mm, 15 mm, 2 cm, 2,5 cm, 3 cm, 4 cm, 5 cm, etc., y un diámetro superior de aproximadamente 20 nm, 50 nm, 100 nm , 200 nm, 300 nm, 400 nm, 500 nm, 0,6 mm, 0,7 mm, 0,8 mm, 0,9 mm, 1 mm, 1,1 mm, 1,2 mm, 1,3 mm, 1,4 mm, 1,5 mm, 1,6 mm, 1,7 mm, 1,8 mm, 1,9 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 12 mm, 15 mm, 2 cm, 2,5 cm, 3 cm , 4 cm, 5 cm, 6 cm, 7 cm, 8 cm, 9 cm, 10 cm, etc., donde el diámetro inferior siempre es menor que el diámetro superior. Las hebras (por ejemplo, fibras, hilos, tramas, etc.) o el material que forma la malla pueden tener diámetros de entre aproximadamente 100 nm y 5 mm de diámetro (o en algunos casos más). Una malla puede actuar como soporte; tal como se usa en el presente documento, el soporte puede ser, pero no tiene que ser, una malla.Generally, a mesh is a network of material (yarns, cords, strands, fibers, etc.) that are connected, for example, by weaving or otherwise. The mesh may have pores of regular or irregular size, and/or regular or irregular shape, and/or regular or irregular spacing, and/or regular or irregular pattern. Generally, the mesh can be two-dimensional (eg, forming a sheet or surface); meshes are also contemplated three-dimensional As an example, the pores may be between 10nm and 5cm in one or more of; diameter or spacing. For example, the pore size may be generally between a diameter less than about 10nm, 20nm, 50nm, 100nm, 200nm, 300nm, 400nm, 500nm, 0.6mm, 0.7mm, 0.8mm, 0.9mm, 1mm, 1.1mm, 1.2mm, 1.3mm, 1.4mm, 1.5mm, 1.6mm, 1.7mm, 1, 8mm, 1.9mm, 2mm, 3mm, 4mm, 5mm, 6mm, 7mm, 8mm, 9mm, 10mm, 12mm, 15mm, 2cm, 2.5cm, 3 cm, 4 cm, 5 cm, etc., and an upper diameter of about 20 nm, 50 nm, 100 nm, 200 nm, 300 nm, 400 nm, 500 nm, 0.6 mm, 0.7 mm, 0, 8mm, 0.9mm, 1mm, 1.1mm, 1.2mm, 1.3mm, 1.4mm, 1.5mm, 1.6mm, 1.7mm, 1.8mm , 1.9mm, 2mm, 3mm, 4mm, 5mm, 6mm, 7mm, 8mm, 9mm, 10mm, 12mm, 15mm, 2cm, 2.5cm, 3cm, 4 cm, 5 cm, 6 cm, 7 cm, 8 cm, 9 cm, 10 cm, etc., where the bottom diameter is always smaller than the top diameter. The strands (eg, fibers, yarns, wefts, etc.) or the material that forms the mesh can have diameters between about 100nm and 5mm in diameter (or in some cases more). A mesh can act as a support; As used herein, the support can be, but need not be, a mesh.

Tal como se mencionó, en cualquiera de los métodos y aparatos (por ejemplo, cueros obtenidos mediante ingeniería) descritos en el presente documento, un soporte puede ser una fibra de proteína que contiene grupos amina y ácido carboxílico, tales como fibras de celulosa que se producen de manera natural que contienen (o que se modifican para contener) grupos amina y ácido carboxílico. Las fibras que forman el soporte pueden modificarse químicamente para potenciar la reticulación del tejido con el soporte. Por ejemplo, el soporte puede modificarse químicamente para contener grupos de reticulación de tejido, incluyendo aminas, ácidos carboxílicos, sulfatos, aldehídos, hidrazidas, sulfhidrilos, epóxidos, acrilatos, etc. Estos grupos de reticulación de tejidos pueden protegerse durante el crecimiento tisular y se activan para la reticulación cuando se completa el crecimiento tisular. En particular, la reticulación a la que se hace referencia en el presente documento es la curtición, que puede ser idéntica a, o derivarse de, los métodos y las técnicas de curtición tradicionales, incluyendo omitir aquellas etapas que se hacen innecesarias por el uso del cultivo tisular tal como se describe en el presente documento. Además, puede usarse una etapa de reticulación de refuerzo adicional para reticular compuestos químicos no implicados en el procedimiento de curtición tradicional (cualquiera distinto de grupos amina y ácido carboxílico). Entonces pueden usarse compuestos químicos de curtición tradicionales para dar el material compuesto de tejido biológico reforzado con fibras una estética similar a la del cuero. Los soportes también pueden estar formados por (y/o pueden incluir) fibras de carbono, que también pueden modificarse tal como se comentó anteriormente.As mentioned, in any of the methods and apparatus (eg, engineered leathers) described herein, a support can be a protein fiber containing amine and carboxylic acid groups, such as cellulose fibers that are naturally occur containing (or modified to contain) amine and carboxylic acid groups. The fibers that form the backing can be chemically modified to enhance crosslinking of the fabric with the backing. For example, the support can be chemically modified to contain tissue crosslinking groups, including amines, carboxylic acids, sulfates, aldehydes, hydrazides, sulfhydryls, epoxides, acrylates, etc. These tissue crosslinking groups can be protected during tissue growth and are activated for crosslinking when tissue growth is complete. In particular, the cross-linking referred to herein is tanning, which may be identical to, or derived from, traditional tanning methods and techniques, including omitting those steps made unnecessary by the use of the tissue culture as described herein. In addition, an additional reinforcing crosslinking step can be used to crosslink chemical compounds not involved in the traditional tanning process (any other than amine and carboxylic acid groups). Traditional tanning chemicals can then be used to give the fiber-reinforced biofabric composite material a leather-like aesthetic. The supports can also be made of (and/or can include) carbon fibers, which can also be modified as discussed above.

En general, estos grupos de reticulación de tejido pueden ser colgantes con respecto al soporte con un espaciador entre 10 daltons y 100 megadaltons. El soporte puede reticularse con el tejido a través de interacciones no covalentes que incluyen fuerzas iónicas, hidrófobas y de van der Waals. Alternativa o adicionalmente, el soporte puede reticularse con el tejido a través de enlaces covalentes. Por ejemplo, el soporte puede hacerse reaccionar directamente con grupos amina o ácido carboxílico en el tejido. El soporte puede hacerse reaccionar con un agente de reticulación que reacciona con grupos amina o ácido carboxílico en el tejido. El peso molecular del agente de reticulación puede ser de entre 10 daltons y 100 megadaltons. El tejido al que se hace referencia en el presente documento son las células cultivadas y/o los productos liberados por esas células cultivadas (por ejemplo, proteínas de la matriz extracelular, en particular colágeno). Cualquiera de los agentes de reticulación descritos en el presente documento puede incluir una funcionalidad del agente de reticulación de entre 2 y 2000.In general, these tissue crosslinking groups may be pendant to the support with a spacer between 10 daltons and 100 megadaltons. The support can be cross-linked with the tissue through non-covalent interactions including ionic, hydrophobic and van der Waals forces. Alternatively or additionally, the support may be cross-linked to the tissue through covalent bonds. For example, the support can be directly reacted with amine or carboxylic acid groups on the fabric. The support can be reacted with a crosslinking agent that reacts with amine or carboxylic acid groups on the fabric. The molecular weight of the crosslinking agent can be between 10 daltons and 100 megadaltons. Tissue referred to herein is cultured cells and/or products released by those cultured cells (eg, extracellular matrix proteins, particularly collagen). Any of the crosslinking agents described herein may include a crosslinking agent functionality of between 2 and 2000.

El soporte puede estar compuesto por fibras. Tal como se mencionó, las fibras pueden tener una dimensión o un tamaño apropiado (por ejemplo, las fibras pueden tener una longitud de entre aproximadamente 100 nm y 1 m). Las fibras pueden unirse en una arquitectura tejida o no tejida (o una combinación de ambas). La densidad de las fibras en el soporte puede ser de entre 10 y 10.000 mg/cc. La porosidad del soporte fibroso puede ser de entre el 10 y el 99%.The support can be made of fibers. As mentioned, the fibers may be of an appropriate dimension or size (eg, the fibers may be between about 100 nm and 1 m in length). The fibers can be joined in a woven or nonwoven architecture (or a combination of both). The density of the fibers in the support can be between 10 and 10,000 mg/cc. The porosity of the fibrous support can be between 10 and 99%.

Puede cultivarse cualquier célula apropiada sobre el soporte fibroso. Las células pueden originarse a partir de un tejido y/o línea celular. Por ejemplo, las células pueden tener como origen un mamífero (por ejemplo, bovino, porcino, ovino, etc.). Las células pueden tener como origen un reptil (por ejemplo, serpiente, lagarto, etc.). Las células pueden tener como origen un ave (por ejemplo, pollo, avestruz, pavo, etc.). Las células pueden tener como origen un pez (por ejemplo, tiburón, etc.). Las células pueden tener como origen un anfibio (por ejemplo rana, salamandra, etc.). Las células pueden modificarse genéticamente (por ejemplo, para aumentar la producción de ECM, incluyendo, por ejemplo, colágeno, etc.) o pueden no estar modificadas.Any suitable cell can be cultured on the fibrous support. The cells may originate from a tissue and/or cell line. For example, the cells may be of mammalian (eg, bovine, porcine, ovine, etc.) origin. The cells may be of reptilian origin (eg, snake, lizard, etc.). The cells may be of avian origin (eg, chicken, ostrich, turkey, etc.). The cells may originate from a fish (eg, shark, etc.). The cells may be of amphibian (eg frog, salamander, etc.) origin. The cells may be genetically modified (eg, to increase ECM production, including, eg, collagen, etc.) or may be unmodified.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

La figura 1 muestra una vista general de un método para fabricar cuero obtenido mediante ingeniería. En este ejemplo, se toman células de un animal a través de una biopsia sencilla y luego se aíslan y multiplican en un medio de cultivo celular. Luego se permite (y/o se induce) que las células produzcan colágeno, tal como harían de manera natural después de que las células se esparzan para que el colágeno forme láminas. Luego, las láminas se tratan para evitar la contracción, y las láminas delgadas que no se contraen (por ejemplo, descelularizadas) se apilan una encima de otra después de sembrarlas con células formadoras de colágeno adicionales, para formar láminas más gruesas que se permite que se adhieran mediante la acción de las células liberadoras de colágeno. Finalmente, el cuero se forma a partir de esta estructura multicapa mediante un procedimiento de curtición abreviado para modificar el colágeno. Figure 1 shows an overview of a method for manufacturing engineered leather. In this example, cells are taken from an animal through a simple biopsy and then isolated and multiplied in cell culture medium. The cells are then allowed (and/or induced) to produce collagen, just as they would naturally after the cells spread so that the collagen forms sheets. The sheets are then treated to prevent shrinkage, and the thin sheets that do not shrink (eg, decellularized) are stacked on top of each other after seeding with additional collagen-forming cells, to form thicker sheets that are allowed to spread. adhere through the action of collagen-releasing cells. Finally, leather is formed from this multilayer structure using an abbreviated tanning procedure to modify the collagen.

Las figuras 2A-2C ilustran un ejemplo de formación de una pila de láminas de colágeno para crear un cuero obtenido mediante ingeniería reforzado. En este ejemplo, puede añadirse un material de malla (cualquier material de refuerzo) dentro de la pila/entre las capas y pueden hacerse crecer las pilas (y/o células individuales sembradas sobre las capas) sobre el material de refuerzo, encapsulando de ese modo el material de refuerzo dentro del material. Esta técnica puede ser particularmente eficaz con aberturas de gran tamaño de malla.Figures 2A-2C illustrate an example of forming a stack of collagen sheets to create a reinforced engineered leather. In this example, a mesh material (any reinforcing material) may be added within the stack/between the layers and the stacks (and/or individual cells seeded on the layers) may be grown on the reinforcing material, thereby encapsulating way the reinforcing material inside the material. This technique can be particularly effective with large mesh size openings.

La figura 3A muestra un ejemplo de un material de malla sobre un armazón en el que pueden hacerse crecer células.Figure 3A shows an example of a mesh material on a scaffold on which cells can be grown.

La figura 3B describe esquemáticamente un método a modo de ejemplo para fabricar cuero obtenido mediante ingeniería reforzado, tal como se describe en el presente documento, en el que las células se hacen crecer secuencialmente sobre un primer lado de una malla y la malla (con células que se hicieron crecer y colágeno) puede invertirse para hacer crecer células sobre el lado opuesto.Figure 3B schematically depicts an exemplary method for making reinforced engineered leather, as described herein, in which cells are grown sequentially on a first side of a mesh and the mesh (with cells grown and collagen) can be inverted to grow cells on the opposite side.

La figura 4 es una ilustración esquemática de una variación de un método de hacer crecer cuero reforzado.Figure 4 is a schematic illustration of a variation of a method of growing reinforced leather.

La figura 5 es otra ilustración esquemática de un método para hacer crecer cuero reforzado sobre una malla.Figure 5 is another schematic illustration of a method of growing reinforced leather on a mesh.

La figura 6 es otra ilustración esquemática de un método para hacer crecer cuero reforzado sobre una malla.Figure 6 is another schematic illustration of a method of growing reinforced leather on a mesh.

La figura 7 es una ilustración esquemática de un método para hacer crecer cuero reforzado sobre una malla.Figure 7 is a schematic illustration of a method of growing reinforced leather on a mesh.

Las figuras 8A y 8B muestran vistas en sección y desde arriba, respectivamente, de un ejemplo de una sección de baja resolución a través de un ejemplo de un cuero reforzado fabricado usando métodos tales como el método ilustrado esquemáticamente en la figura 4 o la figura 5, anteriormente.Figures 8A and 8B show sectional and top views, respectively, of an example of a low resolution section through an example of a reinforced leather made using methods such as the method schematically illustrated in Figure 4 or Figure 5 , previously.

La figura 8C muestra el cuero obtenido mediante ingeniería de las figuras 8A y 8B en el que una capa exterior del material se ha desprendido parcialmente para revelar la malla de debajo.Figure 8C shows the engineered leather of Figures 8A and 8B in which an outer layer of material has been partially peeled away to reveal the mesh beneath.

La figura 9 ilustra esquemáticamente una sección a través de un ejemplo del cuero reforzado tal como se describe en el presente documento. La figura no se muestra a escala.Figure 9 schematically illustrates a section through an example of the reinforced leather as described herein. The figure is not shown to scale.

La figura 10 muestra una primera vista de un ejemplo de un soporte fibroso formado por fibras de seda que pueden usarse para formar el cuero fabricado por material compuesto descrito en el presente documento. En la figura 10 se muestra la imagen con un aumento reducido (la barra de escala es de 1 mm).Figure 10 shows a first view of an example of a fibrous support formed by silk fibers that can be used to form the composite leather described herein. Figure 10 shows the image at reduced magnification (scale bar is 1 mm).

La figura 11 muestra el soporte fibroso de la figura 10 con un aumento superior (la barra de escala es de 0,5 mm). Las figuras 12A y 12B ilustran el crecimiento tisular sobre un soporte fibroso tal como el soporte de seda mostrado en las figuras 10A-10B. La figura 12A muestra el soporte fibroso y la figura 12B muestra el soporte fibroso de la figura 12A tras cuatro semanas de cultivo de fibroblastos. Las células se sembraron sobre el soporte de fibras de seda mostrado en la figura 12A y después de cuatro semanas de cultivo, el soporte fibras está rodeado por tejido (figura 12B).Figure 11 shows the fibrous support of Figure 10 at higher magnification (scale bar is 0.5 mm). Figures 12A and 12B illustrate tissue ingrowth on a fibrous support such as the silk support shown in Figures 10A-10B. Figure 12A shows the fibrous support and Figure 12B shows the fibrous support of Figure 12A after four weeks of fibroblast culture. Cells were seeded on the silk fiber support shown in Figure 12A and after four weeks of culture, the fiber support is surrounded by tissue (Figure 12B).

La figura 13 muestra un ejemplo de un soporte de seda sobre el que se cultivan fibroblastos, antes de la curtición. En la figura 13, una sección del soporte sobre el que se han cultivado fibroblastos (por ejemplo, durante cuatro semanas) se ha teñido con rojo picrosirio para visualizar el colágeno.Figure 13 shows an example of a silk support on which fibroblasts are cultured, before tanning. In Figure 13, a section of the support on which fibroblasts have been cultured (for example, for four weeks) has been stained with picrosirius red to visualize collagen.

La figura 14 es una micrografía electrónica de barrido que muestra una porción de un soporte de seda fibrosa sobre el que se han hecho crecer fibroblastos y que se ha permitido (y en algunas variaciones se ha estimulado) que secreten colágeno. El tejido rico en colágeno se ha hecho crecer por todo el soporte de fibra de seda.Figure 14 is a scanning electron micrograph showing a portion of a fibrous silk scaffold on which fibroblasts have been grown and allowed (and in some variations stimulated) to secrete collagen. Collagen-rich tissue has been grown throughout the silk fiber support.

La figura 15 muestra ejemplos de cuatro materiales compuestos diferentes de soportes fibrosos (seda, PLLA de alta densidad, poliéster, PLLA de baja densidad) y fibroblastos después de ocho semanas de cultivo, seguido por curtición. Sólo se curtió satisfactoriamente el material compuesto de soporte de seda fibrosa, y sólo el soporte de seda fibrosa incluye grupos amina y ácido carboxílico que pueden reticularse con el tejido durante el procedimiento de curtición.Figure 15 shows examples of four different composites of fibrous supports (silk, high density PLLA, polyester, low density PLLA) and fibroblasts after eight weeks of culture, followed by tanning. Only the fibrous silk backing composite was successfully tanned, and only the fibrous silk backing includes amine and carboxylic acid groups that can crosslink with the fabric during the tanning process.

La figura 16 muestra un ejemplo de la superficie similar al cuero de un material compuesto de soporte de seda fibrosa tras la curtición.Fig. 16 shows an example of the leather-like surface of a fibrous silk backing composite material after tanning.

La figura 17 es un ejemplo del borde de un material compuesto de soporte de seda fibrosa tras la curtición, en el que se produjo un gradiente de tejido hacia el borde del soporte de seda, revelando las fibras de seda dispersas por toda la matriz de tejido. Figure 17 is an example of the edge of a fibrous silk backing composite material after tanning, where a gradient of weave has occurred towards the edge of the silk backing, revealing the silk fibers dispersed throughout the weave matrix. .

Descripción detalladaDetailed description

En general, en el presente documento se describen biomateriales obtenidos mediante ingeniería reforzados y métodos para fabricarlos. Por ejemplo, en el presente documento se describen pellejos obtenidos mediante ingeniería (por ejemplo, cuero) que incorporan un material de soporte tal como una malla o un soporte incrustado dentro del pellejo, así como métodos para fabricar estos biomateriales obtenidos mediante ingeniería reforzados. En algunas variaciones, los pellejos obtenidos mediante ingeniería descritos en el presente documento pueden formarse formando capas secuenciales de células liberadoras de colágeno (por ejemplo, se les permite crecer y liberar colágeno para formar una capa) y combinando una o más capas de células liberadoras de colágeno de modo que puedan fusionarse con un material de soporte tal como una malla. Alternativa o adicionalmente, los pellejos obtenidos mediante ingeniería pueden formarse añadiendo células liberadoras de colágeno a un soporte fibroso formado por un material que puede reticularse durante la curtición directamente con la matriz extracelular liberada (por ejemplo, colágeno). Por tanto, la malla y/o el soporte pueden tratarse o formarse de otro modo con un material que puede reticularse con la ECM durante la curtición.In general, reinforced engineered biomaterials and methods for making them are described herein. For example, described herein are engineered skins (eg, leather) that incorporate a support material such as a mesh or support embedded within the skin, as well as methods for making these reinforced engineered biomaterials. In some variations, the engineered skins described herein can be formed by forming sequential layers of collagen-releasing cells (eg, allowing them to grow and release collagen to form one layer) and combining one or more layers of collagen-releasing cells. collagen so that they can fuse with a support material such as mesh. Alternatively or additionally, engineered hides can be formed by adding collagen-releasing cells to a fibrous support formed of a material that can be cross-linked during tanning directly with the released extracellular matrix (eg collagen). Thus, the scrim and/or backing can be treated or otherwise formed with a material that can be cross-linked with the ECM during tanning.

En algunas variaciones, los pellejos obtenidos mediante ingeniería descritos en el presente documento pueden formarse sembrando secuencialmente células liberadoras de colágeno o capas de células liberadoras de colágeno sobre un material de soporte, tal como una malla, y permitiendo que las células (o la capa de células) crezcan y liberen colágeno sobre el material de soporte. Las células o capas de células se aplican de manera que se les permita recibir nutrientes; se les puede permitir que maduren para formar la nueva capa (incluyendo una nueva capa de colágeno) antes de formar una nueva capa encima de estas células.In some variations, the engineered skins described herein can be formed by sequentially seeding collagen-releasing cells or layers of collagen-releasing cells onto a support material, such as mesh, and allowing the cells (or layer of collagen-releasing cells) to form. cells) to grow and release collagen onto the support material. The cells or cell layers are applied in such a way as to allow them to receive nutrients; they can be allowed to mature to form the new layer (including a new layer of collagen) before forming a new layer on top of these cells.

En cualquiera de los métodos descritos en el presente documento, la malla puede proporcionarse como un soporte y, al formar la capa, el material de malla puede voltearse periódicamente de modo que las células o capas de células preformadas puedan colocarse encima de cualquiera de los lados primero segundo, y se les permite crecer y adherirse (liberando colágeno) antes de voltear el material y el pellejo en crecimiento para aplicar al lado opuesto del material.In any of the methods described herein, the mesh may be provided as a support and, in forming the layer, the mesh material may be periodically turned over so that preformed cells or layers of cells may be placed on top of either side. first second, and allowed to grow and adhere (releasing collagen) before turning the material and growing skin over to apply to the opposite side of the material.

Tal como se mencionó en la sección de antecedentes anteriormente, la tecnología de obtención mediante ingeniería de tejidos ofrece nuevas oportunidades para producir pieles y pellejos de animales (y cuero a partir de los mismos) que no están asociados con la degradación medioambiental de la cría de ganado. La obtención mediante ingeniería de tejidos se ha definido como un campo interdisciplinario que aplica los principios de la ingeniería y las ciencias de la vida hacia el desarrollo de sustitutos biológicos que restablecen, mantienen o mejoran la función de los tejidos o de un órgano completo. Langer R, Vacanti JP, Tissue Engineering, Science 260(5110):920-926 (mayo de 1993). Los productos obtenidos mediante ingeniería de tejidos fabricados usando materiales y métodos tradicionales tienen un tamaño limitado debido a las distancias cortas que los gases y los nutrientes pueden difundir para nutrir las células interiores, normalmente los grosores de las construcciones obtenidas mediante ingeniería son inferiores a aproximadamente 250-300 |im. Además, las técnicas existentes no proporcionan la velocidad y el rendimiento adecuados para la producción en masa de productos obtenidos mediante ingeniería. Como resultado, los métodos de ingeniería de tejidos existentes dan como resultado láminas y pastas delgadas poco atractivas a una escala comercialmente inviable. Por tanto, un objetivo de la piel/pellejo, o cuero animal, y los métodos para fabricar los mismos descritos en el presente documento es proporcionar piel, pellejo o cuero de animales comercialmente viable y atractivo. Otro objetivo es proporcionar métodos de alto rendimiento que puedan escalarse de manera fiable, precisa y reproducible hasta niveles comerciales. Las ventajas de la piel, el pellejo o el cuero de animales y de los métodos para fabricarlos descritos en el presente documento incluyen, pero no se limitan a, la producción de tejidos personalizados de manera reproducible, de alto rendimiento y fácilmente escalable, manteniendo un control preciso de la formación de patrones, particularmente en casos de múltiples tipos de células, lo que puede dar como resultado piel, pellejo o cuero de animales obtenido mediante ingeniería con aspecto, textura, grosor y durabilidad atractivos.As mentioned in the background section above, tissue engineering technology offers new opportunities to produce animal hides and skins (and leather from them) that are not associated with the environmental degradation of animal husbandry. livestock. Tissue engineering procurement has been defined as an interdisciplinary field that applies engineering and life science principles toward the development of biological substitutes that restore, maintain, or improve tissue or whole organ function. Langer R, Vacanti JP, Tissue Engineering, Science 260(5110):920-926 (1993 May). Tissue-engineered products fabricated using traditional materials and methods are limited in size due to the short distances that gases and nutrients can diffuse to nourish interior cells, typically thicknesses of engineered constructs are less than about 250 mm. -300 |im. Furthermore, existing techniques do not provide adequate speed and performance for mass production of engineered products. As a result, existing tissue engineering methods result in unattractive thin sheets and pastes on a commercially unfeasible scale. Thus, one objective of the hide/hide, or animal leather, and the methods for making the same described herein is to provide commercially viable and attractive animal hide, hide, or leather. Another goal is to provide high-throughput methods that can be reliably, accurately, and reproducibly scaled to commercial levels. Advantages of animal hide, hide, or leather and the methods for manufacturing them described herein include, but are not limited to, reproducible, high-throughput, and easily scalable production of personalized fabrics while maintaining a precise control of pattern formation, particularly in cases of multiple cell types, which can result in engineered animal hide, hide, or leather with attractive appearance, texture, thickness, and durability.

En el presente documento se dan a conocer pellejo y cuero de animales obtenido mediante ingeniería y métodos para producirlos. En determinadas realizaciones, en el presente documento se dan a conocer pieles, pellejos o cueros de animales obtenidos mediante ingeniería que comprenden una o una pluralidad de capas de células animales que comprenden uno o más tipos de células de piel, en las dichas células animales se cultivan in vitro. En determinadas realizaciones, cada capa de células animales proporcionada en el presente documento está biofabricada. Puede incorporarse un soporte estructural, tal como una malla, en cualquiera de los materiales obtenidos mediante ingeniería descritos en el presente documento.Engineered animal hide and leather and methods for producing them are disclosed herein. In certain embodiments, engineered animal hides, pelts, or hides comprising one or a plurality of layers of animal cells comprising one or more types of skin cells are disclosed herein, wherein said animal cells are grown in vitro. In certain embodiments, each layer of animal cells provided herein is biofabricated. A structural support, such as mesh, can be incorporated into any of the engineered materials described herein.

También se describen en el presente documento pellejo y cuero de animales obtenidos mediante ingeniería y métodos para producirlos, que incluyen un soporte fibroso que puede usarse para hacer crecer células que pueden liberar eCm que puede reticularse con el soporte fibroso durante la curtición. Por ejemplo, el soporte fibroso puede incluir grupos reactivos disponibles que pueden reticularse con una o más proteínas de ECM (por ejemplo, colágeno). Also described herein are engineered animal hides and skins and methods for producing them, including a fibrous support that can be used to grow cells that can release eCm that can cross-link the fibrous support during tanning. For example, the fibrous support can include available reactive groups that can crosslink with one or more ECM proteins (eg, collagen).

Por ejemplo, los métodos descritos en el presente documento pueden incluir formar en primer lugar láminas de colágeno haciendo crecer (cultivando) células liberadoras de colágeno y permitiéndoles (y/o estimulándolas) para que secreten colágeno. En cultivo, las células pueden hacerse crecer hasta confluencia sobre un sustrato tal como el fondo de una placa de cultivo celular, un matraz, un rodillo, una cámara (por ejemplo, cámara giratoria) o similar, y/o en un soporte fibroso.For example, the methods described herein may include first forming collagen sheets by growing (cultivating) collagen-releasing cells and allowing (and/or stimulating) them to secrete collagen. In culture, the cells can be grown to confluency on a substrate such as the bottom of a cell culture dish, a flask, a roller, a chamber (eg, roller chamber), or the like, and/or on a fibrous support.

En general, las células liberadoras de colágeno descritas en el presente documento pueden derivarse de extractos/explantes de tejido, líneas celulares inmortalizadas o líneas celulares manipuladas (transgénicas), o cualquier variación de los mismos. En algunas variaciones, la célula puede hacerse crecer hasta confluencia completa (por ejemplo, 100% de confluencia), en la que se inhibe el crecimiento adicional de las células pero pueden continuar produciendo o pueden estimularse para producir y liberar colágeno. En algunas variaciones, las células pueden no hacerse crecer hasta confluencia completa (por ejemplo, aproximadamente el 99% de confluencia, el 95% de confluencia, el 90% de confluencia, el 85% de confluencia, el 80% de confluencia, etc.). Las células pueden cultivarse hasta una confluencia superior al 80%, una confluencia superior al 85%, una confluencia superior al 90%, una confluencia superior al 95% y/o justo por debajo de la confluencia total (100%).In general, the collagen-releasing cells described herein may be derived from tissue extracts/explants, immortalized cell lines, or engineered (transgenic) cell lines, or any variations thereof. In some variations, the cell can be grown to complete confluency (eg, 100% confluency), where further growth of the cells is inhibited but they can continue to produce or can be stimulated to produce and release collagen. In some variations, cells may not be grown to complete confluency (eg, about 99% confluent, 95% confluent, 90% confluent, 85% confluent, 80% confluent, etc. ). Cells can be grown to greater than 80% confluency, greater than 85% confluency, greater than 90% confluency, greater than 95% confluency, and/or just below full confluency (100%).

Tal como se describe con mayor detalle a continuación, y en particular con referencia a las figuras 3-8C, las células y láminas de células pueden hacerse crecer directamente sobre un material de soporte (por ejemplo, una malla); alternativamente, las células pueden hacerse crecer inicialmente en una o más láminas que se combinan con un material de soporte (por ejemplo, una malla) y luego se les permite que crezcan adicionalmente (por ejemplo, mediante la adición de células o láminas adicionales de modo que liberan colágeno).As described in greater detail below, and in particular with reference to Figures 3-8C, cells and cell sheets can be grown directly on a support material (eg, mesh); Alternatively, cells may be initially grown on one or more sheets that are combined with a support material (for example, mesh) and then allowed to grow further (for example, by adding additional cells or sheets so that release collagen).

En general, las estructuras en crecimiento (por ejemplo, láminas) que incluyen colágeno pueden tratarse para evitar las contracciones. Las células cultivadas, incluyendo las células liberadoras de colágeno, pueden comenzar a contraerse durante el cultivo. Las células cultivadas que forman las múltiples láminas de colágeno pueden tratarse durante el crecimiento y/o hacia el final del crecimiento. Normalmente, las láminas de colágeno se tratan antes de que comience la contracción o antes de que se produzca una contracción superior a un umbral. En general, es deseable evitar las contracciones porque las células que se contraen en una lámina de colágeno pueden provocar que la lámina se deforme, lo que puede ser indeseable cuando se forma un cuero obtenido mediante ingeniería. En algunas variaciones, el tratamiento de las láminas de colágeno o el tratamiento de las células que forman las láminas de colágeno puede incluir la destrucción de las células. Por tanto, las láminas de colágeno que incluyen las células cultivadas pueden tratarse descelularizando (por ejemplo, retirando o destruyendo) las células liberadoras de colágeno. En algunas variaciones, esto puede incluir el tratamiento de las láminas de colágeno con etanol. Después del tratamiento, las láminas de colágeno resultantes pueden denominarse láminas “no contráctiles” o láminas “descelularizadas” (para láminas tratadas para destruir y/o retirar las células liberadoras de colágeno).In general, growing structures (eg, sheets) that include collagen can be treated to prevent contractions. Cultured cells, including collagen-releasing cells, may begin to contract during culture. The cultured cells that form the multiple collagen sheets can be treated during growth and/or towards the end of growth. Normally, the collagen sheets are treated before contraction begins or before a contraction greater than a threshold occurs. In general, it is desirable to avoid shrinkage because shrinking cells in a collagen sheet can cause the sheet to deform, which can be undesirable when forming an engineered leather. In some variations, treatment of the collagen sheets or treatment of the cells that form the collagen sheets may include destruction of the cells. Therefore, the collagen sheets including the cultured cells can be treated by decellularizing (eg, removing or destroying) the collagen-releasing cells. In some variations, this may include treating the collagen sheets with ethanol. After treatment, the resulting collagen sheets may be referred to as "non-contractile" sheets or "decellularized" sheets (for sheets treated to destroy and/or remove collagen-releasing cells).

Después de tratar las láminas para formar láminas no contráctiles, las láminas pueden lavarse (por ejemplo, enjuagarse o similar) para retirar el material usado para tratar las células. También pueden realizarse otros tratamientos adicionales. Después de eso, puede formarse un cuero obtenido mediante ingeniería de un grosor deseado usando las láminas no contráctiles. Por ejemplo, las láminas pueden apilarse secuencial o simultáneamente y adherirse entre sí. La adhesión puede lograrse sembrando nuevamente las láminas (por ejemplo, una superficie de la lámina) de modo que las células liberadoras de colágeno puedan comunicarse con uno o ambos lados de las láminas no contráctiles. Este segundo grupo de células pueden ser las mismas células usadas para hacer crecer las láminas de colágeno, o pueden ser tipos de células diferentes (aunque también liberadoras de colágeno) o distribuciones de tipos de células diferentes en las que se usan múltiples tipos de células para hacer crecer las láminas de colágeno. Puede aplicarse un material de soporte, tal como una malla, entre láminas o sobre una sola lámina sobre la que se hacen crecer células liberadoras de colágeno adicionales por sí mismas o debajo de otra lámina.After treating the sheets to form non-contractile sheets, the sheets may be washed (eg, rinsed or the like) to remove material used to treat the cells. Other additional treatments may also be performed. After that, an engineered leather of a desired thickness can be formed using the non-shrink sheets. For example, the sheets can be stacked sequentially or simultaneously and adhered to each other. Adhesion can be achieved by re-seeding the sheets (eg, one sheet surface) so that collagen-releasing cells can communicate with one or both sides of the non-contractile sheets. This second group of cells may be the same cells used to grow the collagen sheets, or they may be different cell types (although also collagen-releasing) or different cell type distributions in which multiple cell types are used to grow collagen sheets. A support material, such as mesh, can be applied between sheets or over a single sheet on which additional collagen-releasing cells are grown by themselves or under another sheet.

Al añadir cada nueva capa de células o malla y células liberadoras de colágeno (o capa de células y colágeno liberado), entonces se le puede permitir crecer (por ejemplo, cultivarse) al segundo grupo de células liberadoras de colágeno hasta que se obtenga una adhesión suficiente entre las dos láminas. La adhesión suficiente puede determinarse mediante el tiempo en cultivo (por ejemplo, aproximadamente: 4 horas, 8 horas, 12 horas, 24 horas, 2 días, 3 días, 4 días, 5 días, 6 días, 7 días, etc.), o puede determinarse empíricamente. Por ejemplo, se le puede permitir crecer a la “pila” de láminas (dos láminas que se adhieren entre sí mediante el segundo grupo sembrado de células liberadoras de colágeno) durante más de aproximadamente 4 días, más de aproximadamente 5 días, más de aproximadamente 6 días, más de aproximadamente 7 días, más de aproximadamente 8 días; y/o menos de aproximadamente 9 días, menos de aproximadamente 8 días, menos de aproximadamente 7 días, menos de aproximadamente 6 días, menos de aproximadamente 5 días, etc., incluyendo expresamente entre aproximadamente 2 y 9 días, entre aproximadamente 4 y 7 días, aproximadamente 5 días, etc.By adding each new layer of cells or mesh and collagen-releasing cells (or layer of cells and released collagen), then the second group of collagen-releasing cells can be allowed to grow (eg cultured) until adhesion is obtained. enough between the two sheets. Sufficient adhesion can be determined by time in culture (for example, approximately: 4 hours, 8 hours, 12 hours, 24 hours, 2 days, 3 days, 4 days, 5 days, 6 days, 7 days, etc.), or it can be determined empirically. For example, the "stack" of sheets (two sheets that are adhered to each other by the second seeded group of collagen-releasing cells) may be allowed to grow for more than about 4 days, more than about 5 days, more than about 6 days, more than about 7 days, more than about 8 days; and/or less than about 9 days, less than about 8 days, less than about 7 days, less than about 6 days, less than about 5 days, etc., expressly including between about 2 and 9 days, between about 4 and 7 days, about 5 days, etc.

En algunas variaciones, puede insertarse un material de relleno entre las láminas antes de cultivarlas para permitir que se adhieran. Puede usarse cualquier material de relleno apropiado, pero particularmente material de relleno colagenoso. El material de relleno puede ser útil para aumentar el grosor de la pila que forma el cuero obtenido mediante ingeniería y/o reducir el número de capas de colágeno usadas para formar un cuero obtenido mediante ingeniería. Los ejemplos de materiales de relleno incluyen colágeno reconstituido y/o pulpa de colágeno (por ejemplo, colágeno cortado mecánicamente). El colágeno reconstituido puede ser despolimerizado (por ejemplo, monómeros de colágeno o polímeros pequeños). Puede añadirse material de relleno hasta un grosor deseado. En algunas variaciones, el material de relleno puede sembrarse con células del segundo grupo de células liberadoras de colágeno, además o alternativamente a las células liberadoras de colágeno sembradas sobre una o ambas capas que van a apilarse entre sí alrededor del material de relleno.In some variations, a filler material may be inserted between the sheets before they are grown to allow them to adhere. Any suitable filler material can be used, but particularly collagenous filler material. The filler material may be useful for increasing the thickness of the stack that forms engineered leather and/or reducing the number of collagen layers used to form engineered leather. engineering. Examples of filler materials include reconstituted collagen and/or collagen pulp (eg mechanically cut collagen). Reconstituted collagen can be depolymerized (eg collagen monomers or small polymers). Filler material can be added to a desired thickness. In some variations, the filler material may be seeded with cells from the second group of collagen-releasing cells, in addition to or alternatively to the seeded collagen-releasing cells on one or both layers that are to be stacked together around the filler material.

Cuando se añaden láminas adicionales de colágeno a una pila (por ejemplo, láminas de colágeno no contráctiles) formando un cuero artificial, pueden añadirse láminas adicionales secuencial o paralelamente, o una combinación de ambas, en las que un pequeño número (por ejemplo, menos de aproximadamente 8, menos de aproximadamente 7, menos de aproximadamente 6, menos de aproximadamente 5, menos de aproximadamente 4, menos de aproximadamente 3, 2, etc.) de láminas pueden apilarse encima de una primera lámina no contráctil de colágeno y se puede permitir que las láminas se adhieran cultivando el segundo grupo de células liberadoras de colágeno colocadas entre las dos o más láminas (con o sin material de relleno) con o sin el material de refuerzo (por ejemplo, malla). De esta manera, puede formarse una “pila” de láminas de colágeno que se han adherido. Después de eso, las dimensiones (por ejemplo, el grosor) de la pila pueden aumentarse combinando dos o más pilas y permitiéndoles adherirse cultivando una (o más) encima de otra con o sin material de relleno después de sembrarlas con parte del segundo grupo de células liberadoras de colágeno.When additional collagen laminae are added to a stack (eg, non-contractile collagen laminae) forming an artificial leather, additional laminae may be added sequentially or in parallel, or a combination of both, where a small number (eg, fewer (about 8, less than about 7, less than about 6, less than about 5, less than about 4, less than about 3, 2, etc.) of sheets can be stacked on top of a first non-contractile sheet of collagen and can be allowing the sheets to adhere by culturing the second set of collagen-releasing cells placed between the two or more sheets (with or without filler material) with or without the reinforcing material (eg, mesh). In this way, a "stack" of collagen sheets that have adhered can be formed. After that, the dimensions (e.g. thickness) of the pile can be increased by combining two or more piles and allowing them to adhere by growing one (or more) on top of the other with or without fill material after seeding them with part of the second group of collagen-releasing cells.

Célulascells

Pueden usarse muchos tipos de células para las células liberadoras de colágeno usadas para producir las láminas/capas de colágeno y, por tanto, los productos de piel, pellejo y cuero obtenidos mediante ingeniería descritos en el presente documento. Las células liberadoras de colágeno pueden ser homogéneas (por ejemplo, del tipo de célula) o pueden ser una mezcla de células liberadoras de colágeno y/o células que liberan otros materiales de ECM y/o células que no liberan colágeno. En algunas realizaciones, los productos de piel, pellejo y cuero de animales obtenidos mediante ingeniería están diseñados para parecerse a productos de piel, pellejo y cuero de animales tradicionales y los tipos de células se eligen para aproximarse a los que se encuentran en los productos de piel, pellejo y cuero de animales tradicionales. En realizaciones adicionales, los productos de piel, pellejo y cuero de animales obtenidos mediante ingeniería, y las láminas/capas, incluyen epidermis, membrana basal, dermis, hipodermis, escama, escudo, osteodermo de animales o una combinación de los mismos. En algunas realizaciones, la epidermis animal proporcionada en el presente documento comprende estrato córneo, estrato lúcido, estrato granuloso, estrato espinoso, estrato germinativo, estrato basal o una combinación de los mismos. En algunas realizaciones, la dermis animal proporcionada en el presente documento comprende estrato papilar, estrato reticular o una combinación de los mismos. En algunas realizaciones, las escamas animales proporcionadas en el presente documento comprenden escamas placoides, escamas cosmoides, escamas ganoides, escamas elasmoides, escamas cicloides, escamas ctenoides, escamas crenadas, escamas espinoides o una combinación de las mismas. Many types of cells can be used for the collagen-releasing cells used to produce the collagen sheets/layers and thus the engineered hide, hide and leather products described herein. The collagen-releasing cells may be homogeneous (eg, cell type) or may be a mixture of collagen-releasing cells and/or cells that release other ECM materials and/or cells that do not release collagen. In some embodiments, engineered animal hide, hide, and leather products are designed to resemble traditional animal hide, hide, and leather products and the cell types are chosen to approximate those found in engineered animal hide, hide, and leather products. skin, hide and leather of traditional animals. In further embodiments, the engineered animal hide, hide, and leather products, and sheets/layers, include animal epidermis, basement membrane, dermis, hypodermis, scale, shield, osteoderm, or a combination thereof. In some embodiments, the animal epidermis provided herein comprises stratum corneum, stratum lucidum, stratum granulosum, stratum spinosum, stratum germinativum, stratum basalis, or a combination thereof. In some embodiments, the animal dermis provided herein comprises stratum papillary, stratum reticularis, or a combination thereof. In some embodiments, the animal scales provided herein comprise placoid scales, cosmoid scales, ganoid scales, elasmoid scales, cycloid scales, ctenoid scales, crenate scales, spinoid scales, or a combination thereof.

En determinadas realizaciones, las células animales proporcionadas en el presente documento comprenden células epiteliales, fibroblastos, queratinocitos, comeocitos, melanocitos, células de Langerhans, células basales o una combinación de los mismos. En algunas realizaciones, las células epiteliales proporcionadas en el presente documento comprenden células escamosas, células cuboidales, células columnares, células basales o una combinación de las mismas. En algunas realizaciones, los fibroblastos proporcionados en el presente documento son fibroblastos dérmicos. En algunas realizaciones, los queratinocitos proporcionados en el presente documento son queratinocitos epiteliales, queratinocitos basales, queratinocitos basales en proliferación, queratinocitos suprabasales diferenciados o una combinación de los mismos.In certain embodiments, the animal cells provided herein comprise epithelial cells, fibroblasts, keratinocytes, comeocytes, melanocytes, Langerhans cells, basal cells, or a combination thereof. In some embodiments, the epithelial cells provided herein comprise squamous cells, cuboidal cells, columnar cells, basal cells, or a combination thereof. In some embodiments, the fibroblasts provided herein are dermal fibroblasts. In some embodiments, the keratinocytes provided herein are epithelial keratinocytes, basal keratinocytes, proliferating basal keratinocytes, differentiated suprabasal keratinocytes, or a combination thereof.

En determinadas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 20:1 a aproximadamente 3:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 20:1 a aproximadamente 4:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 20:1 a aproximadamente 5:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 20:1 a aproximadamente 10:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 20:1 a aproximadamente 15:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 25:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 24:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 23:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 22:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 21:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 20:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 19:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 18:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 17:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 16:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 15:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 14:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 13:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 12:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 11:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 10:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 9:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 8:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 7:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 6:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 5:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 4:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 3:1. En algunas realizaciones, la razón de fibroblastos animales con respecto a queratinocitos animales proporcionada en el presente documento es de aproximadamente 2:1.In certain embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is from about 20:1 to about 3:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is from about 20:1 to about 4:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is from about 20:1 to about 5:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is from about 20:1 to about 10:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is from about 20:1 to about 15:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 25:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 24:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 23:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 22:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 21:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 20:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein document is approximately 19:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 18:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 17:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 16:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 15:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 14:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 13:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 12:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 11:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 10:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 9:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 8:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 7:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 6:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 5:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 4:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 3:1. In some embodiments, the ratio of animal fibroblasts to animal keratinocytes provided herein is about 2:1.

En determinadas realizaciones, las células animales proporcionadas en el presente documento están sustancialmente libres de células epiteliales, fibroblastos o queratinocitos no diferenciados.In certain embodiments, the animal cells provided herein are substantially free of epithelial cells, fibroblasts, or undifferentiated keratinocytes.

En otras realizaciones, los productos de piel, pellejo o cuero de animales obtenidos mediante ingeniería incluyen células neurales, tejido conjuntivo (incluyendo huesos, cartílagos, células que se diferencian en células formadoras de huesos y condrocitos, y tejidos linfáticos), células epiteliales (incluyendo células endoteliales que forman revestimientos en cavidades y vasos o canales, células epiteliales secretoras exocrinas, células epiteliales absorbentes, células epiteliales queratinizantes y células de secreción de matriz extracelular) y células indiferenciadas (tales como células embrionarias, células madre y otras células precursoras), entre otros.In other embodiments, the engineered animal skin, hide, or leather products include neural cells, connective tissue (including bone, cartilage, cells that differentiate into bone-forming cells and chondrocytes, and lymphatic tissues), epithelial cells (including endothelial cells that form linings in cavities and vessels or channels, exocrine secretory epithelial cells, absorptive epithelial cells, keratinizing epithelial cells, and extracellular matrix secreting cells), and undifferentiated cells (such as embryonic cells, stem cells, and other precursor cells), among others.

En determinadas realizaciones, la piel, el pellejo o el cuero de animales obtenidos mediante ingeniería comprende además una matriz extracelular o tejido conjuntivo. En determinadas realizaciones, la piel, el pellejo o el cuero de animales obtenidos mediante ingeniería comprende además uno o más componentes seleccionados del grupo que consiste en colágeno, queratina, elastina, gelatina, proteoglicano, proteoglicano de sulfato de dermatano, glicosoaminoglicano, fibronectina, laminina, dermatopontina, lípido, ácido graso, hidrato de carbono y una combinación de los mismos.In certain embodiments, the engineered animal skin, hide, or hide further comprises an extracellular matrix or connective tissue. In certain embodiments, the engineered animal skin, hide, or hide further comprises one or more components selected from the group consisting of collagen, keratin, elastin, gelatin, proteoglycan, dermatan sulfate proteoglycan, glycosaminoglycan, fibronectin, laminin , dermatopontin, lipid, fatty acid, carbohydrate, and a combination thereof.

En algunas realizaciones, las células se obtienen de fuentes comerciales. En determinadas realizaciones, las células se derivan, a modo de ejemplos no limitativos, de mamíferos, aves, reptiles, peces, crustáceos, moluscos, cefalópodos, insectos, invertebrados no artrópodos y combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, las células animales son células humanas. En determinadas realizaciones, las células animales proporcionadas en el presente documento son células no humanas. En algunas realizaciones, las células adecuadas se derivan de mamíferos tales como antílope, oso, castor, bisonte, jabalí, camello, caribú, gato, vaca, ciervo, perro, elefante, alce, zorro, jirafa, cabra, liebre, caballo, cabra salvaje, canguro, león, llama, lince, visón, reno, buey, pecarí, cerdo, conejo, foca, oveja, ardilla, tigre, ballena, lobo, yak y cebra, o combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, las células adecuadas se derivan de aves tales como gallina, pato, emú, ganso, urogallo, avestruz, faisán, paloma, codorniz y pavo, o combinaciones de los mismos.In some embodiments, the cells are obtained from commercial sources. In certain embodiments, the cells are derived, by way of non-limiting examples, from mammals, birds, reptiles, fish, crustaceans, molluscs, cephalopods, insects, non-arthropod invertebrates, and combinations thereof. In some embodiments, the animal cells are human cells. In certain embodiments, the animal cells provided herein are non-human cells. In some embodiments, suitable cells are derived from mammals such as antelope, bear, beaver, bison, warthog, camel, caribou, cat, cow, deer, dog, elephant, elk, fox, giraffe, goat, hare, horse, goat wild, kangaroo, lion, llama, lynx, mink, reindeer, ox, peccary, pig, rabbit, seal, sheep, squirrel, tiger, whale, wolf, yak, and zebra, or combinations thereof. In some embodiments, suitable cells are derived from birds such as chicken, duck, emu, goose, grouse, ostrich, pheasant, pigeon, quail, and turkey, or combinations thereof.

En algunas realizaciones, las células adecuadas se derivan de reptiles tales como tortuga, serpiente, cocodrilo y caimán, o combinaciones de los mismos.In some embodiments, suitable cells are derived from reptiles such as turtle, snake, crocodile, and alligator, or combinations thereof.

En algunas realizaciones, las células adecuadas se derivan de peces tales como anchoa, lubina, siluro, carpa, bacalao, anguila, platija, pez globo (fugu), mero, abadejo, halibut, arenque, caballa, lampuga, mantarraya, marlín, reloj anaranjado, perca, lucio, salmón, sardina, tiburón, pargo, lenguado, raya, pez espada, tilapia, trucha, atún y lucioperca, o combinaciones de los mismos.In some embodiments, suitable cells are derived from fish such as anchovy, sea bass, catfish, carp, cod, eel, flounder, puffer fish (fugu), grouper, pollock, halibut, herring, mackerel, dolphinfish, stingray, marlin, roughy orange perch, pike, salmon, sardine, shark, snapper, flounder, skate, swordfish, tilapia, trout, tuna, and walleye, or combinations thereof.

En algunas realizaciones, las células adecuadas se derivan de anfibios tales como rana, sapo, salamandra, tritón o combinaciones de los mismos. In some embodiments, suitable cells are derived from amphibians such as frog, toad, salamander, newt, or combinations thereof.

En algunas realizaciones, las células adecuadas se derivan de crustáceos tales como cangrejo, langosta, langostino y gamba, o combinaciones de los mismos.In some embodiments, suitable cells are derived from crustaceans such as crab, lobster, prawn, and shrimp, or combinations thereof.

En algunas realizaciones, las células adecuadas se derivan de moluscos tales como abulón, almeja, cobo, mejillón, ostra, vieira y caracol, o combinaciones de los mismos.In some embodiments, suitable cells are derived from molluscs such as abalone, clam, conch, mussel, oyster, scallop, and snail, or combinations thereof.

En algunas realizaciones, las células adecuadas se derivan de cefalópodos tales como sepia, pulpo y calamar, o combinaciones de los mismos.In some embodiments, suitable cells are derived from cephalopods such as cuttlefish, octopus, and squid, or combinations thereof.

En algunas realizaciones, las células adecuadas se derivan de insectos tales como hormigas, abejas, escarabajos, mariposas, cucarachas, grillos, caballitos del diablo, libélulas, tijeretas, pulgas, moscas, saltamontes, mantis, efímeras, polillas, pececillos de plata, termitas, avispas o combinaciones de los mismos.In some embodiments, suitable cells are derived from insects such as ants, bees, beetles, butterflies, cockroaches, crickets, damselflies, dragonflies, earwigs, fleas, flies, grasshoppers, mantises, mayflies, moths, silverfish, termites. , wasps or combinations thereof.

En algunas realizaciones, las células adecuadas se derivan de invertebrados no artrópodos (por ejemplo, gusanos) tales como platelmintos, tenias, trematodos, lombrices intestinales, ascárides, anquilostomas, gusanos segmentados (por ejemplo, lombrices de tierra, poliquetos, etc.), o combinaciones de los mismos.In some embodiments, suitable cells are derived from non-arthropod invertebrates (eg, worms) such as flatworms, tapeworms, trematodes, roundworms, roundworms, hookworms, segmented worms (eg, earthworms, polychaetes, etc.), or combinations thereof.

En algunas realizaciones, los materiales obtenidos mediante ingeniería (por ejemplo, productos de piel, pellejo o cuero de animales) incluyen uno o más aditivos además del/de los material(es) de soporte. Por ejemplo, uno o más aditivos se seleccionan de: minerales, fibra, ácidos grasos y aminoácidos. En algunas realizaciones, en los productos de piel, pellejo o cuero de animales obtenidos mediante ingeniería, las láminas/capas incluyen uno o más aditivos para potenciar el atractivo comercial (por ejemplo, aspecto, color, olor, etc.). En realizaciones adicionales, en los productos de piel, pellejo y cuero obtenidos mediante ingeniería, las láminas/capas incluyen uno o más colorantes y/o uno o más odorantes.In some embodiments, engineered materials (eg, animal hide, hide, or leather products) include one or more additives in addition to the support material(s). For example, one or more additives are selected from: minerals, fiber, fatty acids, and amino acids. In some embodiments, in engineered animal hide, hide, or leather products, the sheets/layers include one or more additives to enhance commercial appeal (eg, appearance, color, odor, etc.). In further embodiments, in engineered hide, hide, and leather products, the sheets/layers include one or more colorants and/or one or more odorants.

En algunas realizaciones, en los productos de piel, pellejo o cuero de animales obtenidos mediante ingeniería, las láminas/capas obtenidas mediante ingeniería incluyen uno o más de: proteínas de matriz, proteoglicanos, antioxidantes, perfluorocarbonos y factores de crecimiento. El término “factor de crecimiento”, tal como se usa en el presente documento, se refiere a una proteína, a un polipéptido o a un complejo de polipéptidos, incluyendo citocinas, que se producen por una célula y que pueden afectarse a sí mismos y/o a una variedad de otras células vecinas o distantes. Normalmente, los factores de crecimiento afectan al crecimiento y/o a la diferenciación de tipos específicos de células, o bien durante el desarrollo o bien en respuesta a una multitud de estímulos fisiológicos o ambientales. Algunos, pero no todos, los factores de crecimiento son hormonas. Factores de crecimiento a modo de ejemplo son insulina, factor de crecimiento similar a insulina (IGF), factor de crecimiento nervioso (NGF), factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF), factor de crecimiento de queratinocitos (KGF), factores de crecimiento de fibroblastos (FGF), incluyendo FGF básico (bFGF), factores de crecimiento derivados de plaquetas (PDGF), incluyendo PDGF-AA y PDGF-AB, factor de crecimiento de hepatocitos (HGF), factor de crecimiento transformante alfa (TGF-a), factor de crecimiento transformante beta (TGF-P), incluyendo TGFpi y TGFP3, factor de crecimiento epidérmico (EGF), factor estimulante de colonias de granulocitos y macrófagos (GM-CSF), factor estimulante de colonias de granulocitos (G-CSF), interleucina-6 (IL-6), IL-8, y similares.In some embodiments, in engineered animal hide, hide, or leather products, the engineered sheets/layers include one or more of: matrix proteins, proteoglycans, antioxidants, perfluorocarbons, and growth factors. The term "growth factor" as used herein refers to a protein, polypeptide, or complex of polypeptides, including cytokines, that is produced by a cell and that can affect itself and/or or to a variety of other neighboring or distant cells. Normally, growth factors affect the growth and/or differentiation of specific cell types, either during development or in response to a multitude of physiological or environmental stimuli. Some, but not all, growth factors are hormones. Exemplary growth factors are insulin, insulin-like growth factor (IGF), nerve growth factor (NGF), vascular endothelial growth factor (VEGF), keratinocyte growth factor (KGF), growth factors of fibroblasts (FGF), including basic FGF (bFGF), platelet-derived growth factors (PDGF), including PDGF-AA and PDGF-AB, hepatocyte growth factor (HGF), transforming growth factor alpha (TGF-a) , transforming growth factor beta (TGF-P), including TGFpi and TGFP3, epidermal growth factor (EGF), granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF), granulocyte-colony stimulating factor (G-CSF) , interleukin-6 (IL-6), IL-8, and the like.

En algunas realizaciones, en los productos de piel, pellejo o cuero de animales obtenidos mediante ingeniería, las láminas/capas obtenidas mediante ingeniería incluyen uno o más conservantes conocidos en la técnica. En algunas realizaciones, los conservantes son conservantes antimicrobianos que incluyen, a modo de ejemplos no limitativos, propionato de calcio, nitrato de sodio, nitrito de sodio, sulfitos (por ejemplo, dióxido de azufre, bisulfito de sodio, hidrogenosulfito de potasio, etc.) y ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) de disodio. En algunas realizaciones, los conservantes son conservantes antioxidantes que incluyen, a modo de ejemplos no limitativos, hidroxianisol butilado (BHA) e hidroxitolueno butilado (BHT).In some embodiments, in engineered animal hide, hide, or leather products, the engineered sheets/layers include one or more preservatives known in the art. In some embodiments, the preservatives are antimicrobial preservatives including, by way of non-limiting examples, calcium propionate, sodium nitrate, sodium nitrite, sulfites (eg, sulfur dioxide, sodium bisulfite, potassium hydrogen sulfite, etc. ) and disodium ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). In some embodiments, the preservatives are antioxidant preservatives including, by way of non-limiting examples, butylated hydroxyanisole (BHA) and butylated hydroxytoluene (BHT).

Piel, pellejo y cuero de animales obtenidos mediante ingenieríaSkin, hide and leather of animals obtained through engineering

En el presente documento se dan a conocer productos de piel, pellejo o cuero de animales obtenidos mediante ingeniería (por ejemplo, fabricados usando estos pellejos obtenidos mediante ingeniería). En algunas realizaciones, los productos de piel, pellejo o cuero de animales obtenidos mediante ingeniería se procesan adicionalmente mediante cualquier método conocido en la técnica. Los ejemplos de métodos de procesamiento conocidos incluyen el procesamiento mediante conservación, remojo, calero, depilado, descarnado, dividido, desencalado, nuevo calero, rendido, desengrase, frisado, blanqueo, piquelado, remoción del ácido y la sal, curtición, adelgazado, recurtición, lubricación, formación de cuero semiterminado, humectación, abrevado, afeitado, recromado, neutralización, teñido, engrasado, llenado, pelado, rellenado, blanqueo, fijación, endurecimiento, secado, acondicionamiento, molienda, apilamiento, bruñido, acabado, aceitado, cepillado, foulardado, impregnación, pulverización, recubrimiento con rodillo, recubrimiento con cortina, pulido, enchapado, grabado, planchado, esmaltado y volteado. Es importante que los métodos descritos en el presente documento no requieran ninguna de las etapas de procesamiento previo que son necesarias cuando se usa pellejo de animales natural, incluyendo pelambre (depilado), calero, descarnado, dividido, desencalado, nuevo calero, etc. Los cuerpos en capas formados tal como se describe en el presente documento pueden formarse de cualquier longitud apropiada, y el colágeno (y otras moléculas de ECM) puede estar formado por las células cultivadas, lo que da como resultado un cuerpo en capas que no incluye estructuras tales como folículos pilosos, vasos sanguíneos, músculo (por ejemplo, músculo erector del pelo), etc.Engineered animal skin, hide or leather products (eg, made using these engineered hides) are disclosed herein. In some embodiments, the engineered animal hide, hide, or leather products are further processed by any method known in the art. Examples of known processing methods include processing by preserving, soaking, liming, dehairing, fleshing, splitting, deliming, reliming, rendering, degreasing, pilling, bleaching, pickling, acid and salt removal, tanning, thinning, retanning , lubrication, semi-finished leather forming, wetting, watering, shaving, rechroming, neutralizing, dyeing, oiling, filling, peeling, stuffing, bleaching, fixing, hardening, drying, conditioning, grinding, stacking, burnishing, finishing, oiling, brushing, padding, impregnation, spraying, roller coating, curtain coating, polishing, plating, engraving, ironing, enameling and tumbling. It is important that the methods described herein do not require any of the pre-processing steps that are necessary when using natural animal hide, including unhairing (dehaired), liming, fleshing, splitting, deliming, reliming, etc. Layered bodies formed as described herein may be formed of any appropriate length, and collagen (and other ECM molecules) may be formed by the cultured cells, resulting in a layered body that does not include structures such such as hair follicles, blood vessels, muscle (eg arrector pili muscle), etc.

En general, el cuero obtenido mediante ingeniería descrito en el presente documento puede curtirse (o procesarse mediante un procedimiento similar) para modificar el material de matriz extracelular. Tal como se comentó anteriormente, uno de los componentes principales de la ECM es el colágeno (y particularmente el colágeno tipo I). La curtición puede modificar el colágeno. Por ejemplo, un agente de curtición, el sulfato de cromo (III) ([Cr(H2O)6]2(SO4)a), se ha considerado durante mucho tiempo como el agente de curtición más eficiente y efectivo. El sulfato de cromo (III) se disuelve para dar el catión hexaacuacromo(III), [Cr(H2O)6]3+, que a un pH más elevado experimenta procesos denominados olación para dar compuestos de policromo (III) que son activos en la curtición, siendo la reticulación de las subunidades de colágeno. Algunos ligandos incluyen el anión sulfato, los grupos carboxilo del colágeno, los grupos amina de las cadenas laterales de los aminoácidos, así como agentes de enmascaramiento. Los agentes de enmascaramiento son ácidos carboxílicos, tales como el ácido acético, que se usan para suprimir la formación de cadenas de policromo (III). Los agentes de enmascaramiento permiten que el curtidor aumente adicionalmente el pH para aumentar la reactividad del colágeno sin inhibir la penetración de los complejos de cromo (III). El alto contenido de hidroxiprolina del colágeno permite una reticulación significativa mediante enlaces de hidrógeno dentro de la estructura helicoidal. Los grupos carboxilo ionizados (RCO2-) se forman por hidrólisis del colágeno mediante la acción del hidróxido. Esta conversión puede producirse durante el procedimiento de calero, antes de la introducción del agente de curtición (sales de cromo). Los grupos carboxilo ionizados pueden coordinarse como ligandos con los centros de cromo (III) de las agrupaciones de oxohidróxido. La curtición puede aumentar la separación entre las cadenas de proteínas en el colágeno (por ejemplo, desde 10 hasta 17 A), en consonancia con la reticulación por especies de policromo, del tipo que surge de la olación y la oxolación. El cromo puede reticularse con el colágeno. La capacidad del cromo para formar puentes tan estables explica por qué se considera uno de los compuestos de curtición más eficientes. El cuero curtido al cromo puede contener entre el 4 y el 5% de cromo. Esta eficiencia se caracteriza por su mayor estabilidad hidrotérmica del cuero y su resistencia a la contracción en agua caliente. Pueden usarse otros agentes de curtición para curtir el cuerpo en capas y modificar el colágeno.In general, the engineered leather described herein may be tanned (or processed by a similar process) to modify the extracellular matrix material. As discussed above, one of the main components of the ECM is collagen (particularly type I collagen). Tanning can modify collagen. For example, one tanning agent, chromium(III) sulfate ([Cr(H2O)6]2(SO4)a), has long been considered the most efficient and effective tanning agent. Chromium(III) sulfate dissolves to give the hexaaquachrome(III) cation, [Cr(H 2 O) 6 ]3+, which at higher pH undergoes processes called olation to give polychrome(III) compounds that are active in tanning, being the crosslinking of collagen subunits. Some ligands include the sulfate anion, the carboxyl groups of collagen, the amine groups of amino acid side chains, as well as masking agents. Masking agents are carboxylic acids, such as acetic acid, which are used to suppress polychrome (III) chain formation. Masking agents allow the tanner to further increase the pH to increase collagen reactivity without inhibiting the penetration of chromium(III) complexes. The high hydroxyproline content of collagen allows for significant cross-linking via hydrogen bonds within the helical structure. Ionized carboxyl groups (RCO 2 -) are formed by hydrolysis of collagen through the action of hydroxide. This conversion can occur during the lime process, before the introduction of the tanning agent (chrome salts). The ionized carboxyl groups can coordinate as ligands with the chromium(III) centers of the oxohydroxide groupings. Tanning can increase the separation between protein chains in collagen (eg, from 10 to 17 A), consistent with crosslinking by polychrome species, of the type arising from olation and oxolation. Chromium can crosslink with collagen. Chromium's ability to form such stable bridges explains why it is considered one of the most efficient tanning compounds. Chrome tanned leather may contain between 4 and 5% chrome. This efficiency is characterized by its greater hydrothermal stability of the leather and its resistance to shrinkage in hot water. Other tanning agents can be used to tan the layered body and modify the collagen.

En algunas realizaciones, los productos de piel, pellejo o cuero de animales obtenidos mediante ingeniería están sustancialmente libres de microorganismos patógenos. En realizaciones adicionales, los métodos controlados y sustancialmente estériles de preparación celular, cultivo celular, preparación de láminas/capas y preparación de piel, pellejo o cuero de animales obtenidos mediante ingeniería dan como resultado un producto sustancialmente libre de microorganismos patógenos. En realizaciones adicionales, una ventaja adicional de un producto de este tipo es una mayor utilidad y seguridad.In some embodiments, the engineered animal skin, hide, or leather products are substantially free of pathogenic microorganisms. In additional embodiments, controlled and substantially sterile methods of cell preparation, cell culture, sheet/layer preparation, and preparation of engineered animal skin, hide, or hide result in a product substantially free of pathogenic microorganisms. In further embodiments, a further advantage of such a product is increased utility and safety.

En algunas realizaciones, los productos de piel, pellejo o cuero de animales obtenidos mediante ingeniería están conformados. En realizaciones adicionales, la piel, el pellejo o el cuero de animales se conforman, por ejemplo, controlando el número, el tamaño y la disposición de las láminas/capas no contráctiles usadas para fabricar la piel, el pellejo o el cuero de animales. En otras realizaciones, la piel, el pellejo o el cuero de animales se conforman, por ejemplo, cortando, prensando, moldeando o estampando. En algunas realizaciones, la forma del producto de piel, pellejo o cuero de animales se selecciona para parecerse a un producto de piel, pellejo o cuero de animales tradicional.In some embodiments, the engineered animal skin, hide, or leather products are shaped. In further embodiments, the animal skin, hide, or hide is formed, for example, by controlling the number, size, and arrangement of the non-shrinkable sheets/layers used to make the animal skin, hide, or hide. In other embodiments, animal skin, hide, or hide is formed, for example, by cutting, pressing, molding, or stamping. In some embodiments, the shape of the animal skin, hide or leather product is selected to resemble a traditional animal skin, hide or leather product.

Materiales de soportesupport materials

Cualquiera de los materiales obtenidos mediante ingeniería descritos en el presente documento puede incluir un material de soporte. Los materiales de soporte pueden incluir cualquier material exógeno no biológico. Aunque pueden usarse otros materiales, son de particular interés las mallas, incluyendo las láminas de mallas que están tejidas, extruidas o similar, y que incluyen aberturas (por ejemplo, poros) a través de las mismas. En general, la incrustación de los materiales de soporte puede modificar las propiedades físicas del cuero y también puede hacerse de una manera que potencie la capacidad de fabricar tamaños (por ejemplo, áreas superficiales) más grandes del material.Any of the engineered materials described herein may include a support material. Support materials can include any non-biological exogenous material. Although other materials may be used, meshes, including mesh sheets that are woven, extruded, or the like, and that include openings (eg, pores) therethrough, are of particular interest. In general, the embedding of support materials can modify the physical properties of the leather and can also be done in a way that enhances the ability to make larger sizes (eg surface areas) of the material.

Por ejemplo, puede incorporarse o incrustarse un componente texturizado exógeno, no biológico, en el cuero obtenido mediante ingeniería. El material (o componente) de soporte puede actuar como soporte para las células vivas (o una capa de células vivas), y las células/capa de células pueden adherirse al soporte y secretar matriz extracelular, incrustándolo así completamente.For example, an exogenous, non-biological, textured component may be incorporated or embedded in the engineered leather. The support material (or component) may act as a support for the living cells (or a layer of living cells), and the cells/cell layer may adhere to the support and secrete extracellular matrix, thus embedding it completely.

Los ejemplos de materiales de soporte incluyen materiales de origen animal (pelo, seda, etc.), materiales de origen vegetal (algodón, hilo fino, sisal, cáñamo, etc.), materiales derivados de polímeros, petróleo/plásticos (por ejemplo, poliestireno, poliéster, Kevlar, polietileno, polipropileno, poliuretano, nailon, etc.) y otros materiales poliméricos (por ejemplo, poli(ácido láctico), polihidroxialcanoatos, etc.), metales, minerales (joyas, rocas, etc.), alótropos de carbono (por ejemplo, grafeno, nanotubos, fullerenos, etc.), o similares, incluyendo combinaciones de estos.Examples of support materials include materials of animal origin (hair, silk, etc.), materials of plant origin (cotton, fine yarn, sisal, hemp, etc.), materials derived from polymers, petroleum/plastics (for example, polystyrene, polyester, Kevlar, polyethylene, polypropylene, polyurethane, nylon, etc.) and other polymeric materials (eg poly(lactic acid), polyhydroxyalkanoates, etc.), metals, minerals (jewels, rocks, etc.), allotropes carbon (for example, graphene, nanotubes, fullerenes, etc.), or the like, including combinations of these.

En algunas variaciones, la geometría del material de soporte puede ser una capa de material sustancialmente bidimensional (por ejemplo, que tiene una longitud y un ancho mucho mayores que el grosor), tal como una malla 2D. La malla puede crearse mediante cualquier método apropiado, incluyendo tejido (por ejemplo, tricotado, fieltro, trenzado, lazada, etc.), extrusión, fundición, corte, o similares. Por ejemplo, el tejido puede incluir tejer con fibrasIn some variations, the geometry of the support material may be a substantially two-dimensional layer of material (eg, having a length and width much greater than the thickness), such as a 2D mesh. The mesh can be created by any suitable method, including weaving (for example, knitting, felting, braiding, lacing, etc.), extrusion, casting, cutting, or the like. For example, weaving may include weaving with fibers

perpendiculares entre sí o en una variedad de ángulos. Otros ejemplos de mallas 2d incluyen las creadas medianteperpendicular to each other or at a variety of angles. Other examples of 2d meshes include those created using

diversos métodos de grabado, perforación, impresión, expansión, etc. Las mallas pueden crearse mediantevarious methods of engraving, drilling, printing, expanding, etc. Meshes can be created by

impresión 3D de mallas planas, curvas o estampadas.3D printing of flat, curved or patterned meshes.

La malla 2D puede modificarse para adaptarse a una superficie curva 3D (material compuesto 3D), o puede serThe 2D mesh can be modified to fit a 3D curved surface (3D composite material), or it can be

sustancialmente plana. El tamaño de malla y la cobertura de área (incluyendo, por ejemplo, el área de orificios osubstantially flat. The mesh size and area coverage (including, for example, the area of holes or

hebras con respecto al área total) pueden variar desde micrómetros hasta milímetros. Por ejemplo, el tamaño de lasstrands to total area) can range from micrometers to millimeters. For example, the size of the

aberturas en la malla puede variar desde 0 (tejido cerrado) hasta justo <100% (tejido muy abierto). Además, elopenings in the mesh can vary from 0 (close tissue) to just <100% (very open tissue). In addition, the

grosor de la malla 2D puede variar, por ejemplo, desde dimensiones atómicas hasta milímetros. En general, lasthickness of the 2D mesh can vary, for example, from atomic dimensions to millimeters. In general, the

aberturas a través de la malla pueden denominarse tamaño de poro de la malla. El tamaño de poro de la mallaopenings through the mesh can be called the pore size of the mesh. The pore size of the mesh

(“tamaño de poro”) puede ser uniforme o variable. Tal como se describe con más detalle a continuación, diferentes("pore size") can be uniform or variable. As described in more detail below, different

tamaños de poro de la malla pueden interaccionar de manera diferente con los cultivos celulares tal como seMesh pore sizes may interact differently with cell cultures as shown.

describe en el presente documento.described in this document.

Aunque pueden usarse otras estructuras de soporte en lugar de, o además de, las mallas, existen numerosasAlthough other support structures can be used instead of, or in addition to, meshes, there are numerous

ventajas al usar una estructura de soporte que comprende una malla. Cuando se forma el material textil obtenidoadvantages when using a support structure comprising a mesh. When the textile material obtained

mediante ingeniería (por ejemplo, cuero), las células liberadoras de colágeno pueden unirse a ambos lados de laby engineering (for example, leather), collagen-releasing cells can attach to both sides of the

malla, y toda la malla puede encapsularse fácilmente, mientras permanece flexible y potencia la durabilidad y otrasmesh, and the entire mesh can be easily encapsulated, while remaining flexible and enhancing durability and other

propiedades. Esta adhesión también puede ayudar en la fabricación de la malla. Por ejemplo, las células puedenproperties. This adhesion can also help in the fabrication of the mesh. For example, cells can

adherirse a las superficies de la malla. Las células pueden estar recubiertas sobre ambos lados de la malla,adhere to mesh surfaces. Cells can be coated on both sides of the mesh,

envolviendo la malla. Tal como se ilustra a continuación (por ejemplo, figuras 8A-8C), las células que forman elwrapping the mesh. As illustrated below (for example, Figures 8A-8C), the cells that make up the

pellejo obtenido mediante ingeniería pueden estar conectadas por pequeños fragmentos que crecen en los poros oengineered hide may be connected by small fragments that grow into the pores or

se extienden entre los poros. Aunque pueden usarse materiales sin malla (y no porosos), que permitan que lasspread between the pores. Although non-mesh (and non-porous) materials can be used, which allow the

células crezcan sobre ambos lados tal como se describe en el presente documento, es beneficioso usar una mallacells grow on both sides as described herein, it is beneficial to use a mesh

que tenga poros que permitan la fusión de las células/capas sobre cualquier lado de la malla. Por tanto, incluso lashaving pores that allow cell/layer fusion on either side of the mesh. Therefore, even the

mallas que están formadas por materiales relativamente no adherentes, para los cuales las propias células no semeshes that are made up of relatively non-adherent materials, to which the cells themselves do not adhere.

adhieren fácilmente, pueden usarse como soporte, ya que las células/capas de células usadas para formar el pellejoadhere easily, they can be used as a support, as the cells/layers of cells used to form the skin

obtenido mediante ingeniería pueden unirse a través de los poros. En general, el material que forma la estructura deengineered material can be bonded through the pores. In general, the material that forms the structure of

soporte puede ser biocompatible, sin embargo, no es necesario que proporcione una superficie sobre la que sesupport may be biocompatible, however, it is not required to provide a surface on which to

adhieran las células (o que requiera una superficie adherente intermedia). Por tanto, en general, la malla puedecells adhere (or requires an intermediate adherent surface). Therefore, in general, the mesh can

incorporarse o encapsularse en (rodear) el pellejo y/o cuero obtenido mediante ingeniería. Por tanto, los métodosbe incorporated or encapsulated in (surround) the engineered hide and/or leather. So the methods

descritos en el presente documento permiten una gama más amplia de materiales que pueden usarse para formar eldescribed herein allow for a broader range of materials that can be used to form the

pellejo/cuero obtenido mediante ingeniería compuesto que los examinados previamente.composite engineered hide/leather than those previously examined.

Por ejemplo, en algunas variaciones, el material de soporte de malla (o la “malla”) puede comprender una estructuraFor example, in some variations, the mesh support material (or the "mesh") may comprise a structure

Figure imgf000015_0001
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La malla puede ser elástica o bastante rígida. Por ejemplo, la malla puede tener una elasticidad que varía desdeThe mesh can be elastic or quite rigid. For example, the mesh can have an elasticity that varies from

rígida hasta diversos valores de alargamiento (lo que permite el estiramiento), y la rigidez a la flexión puede variarstiff up to various values of elongation (allowing stretching), and bending stiffness can vary

desde rígida hasta flexible. En general, la malla puede resistir al menos un método de esterilización antes defrom rigid to flexible. In general, the mesh can withstand at least one method of sterilization before

agregarse al entorno de cultivo celular estéril (por ejemplo, esterilización por calor, esterilización por vapor,be added to the sterile cell culture environment (e.g. heat sterilization, steam sterilization,

esterilización por radiación, etc.). Además, el soporte de la estructura (por ejemplo, malla) puede ser químicamenteradiation sterilization, etc.). In addition, the support structure (eg mesh) can be chemically

inerte y puede resistir tratamiento(s) químico(s) sin perder la integridad estructural o las propiedades del material,inert and can withstand chemical treatment(s) without loss of structural integrity or material properties,

incluyendo la resistencia al procedimiento de curtición. Por ejemplo, la malla puede resistir un amplio intervalo de pHincluding resistance to the tanning process. For example, the mesh can withstand a wide range of pH

en disolución acuosa.in aqueous solution.

Cualquiera de los materiales de malla descritos en el presente documento puede fomentar la unión celular, o bienAny of the mesh materials described herein can promote cell attachment, or

por sus propiedades superficiales inherentes o bien lograrse por la preparación de la superficie (por ejemplo,by its inherent surface properties or be achieved by surface preparation (e.g.,

recubrimiento, funcionalización, etc.). Alternativa o adicionalmente, tal como se mencionó anteriormente, el materialcoating, functionalization, etc.). Alternatively or additionally, as mentioned above, the material

de malla puede quedar atrapado en la estructura de cuero durante el ensamblaje sin requerir la unión de células almesh can be trapped in the leather structure during assembly without requiring cell attachment to the

propio material de malla.mesh material itself.

A continuación, con referencia a las figuras, se describen ejemplos de métodos para incorporar un material de mallaExamples of methods of incorporating a mesh material are described below with reference to the figures.

dentro de los pellejos y/o cueros formados a partir de los pellejos obtenidos mediante ingeniería. Por ejemplo, laswithin hides and/or hides formed from the engineered hides. For example,

figuras 1 y 2 ilustran esquemáticamente un método para formar un cuero obtenido mediante ingeniería que incluye elFigures 1 and 2 schematically illustrate a method of forming an engineered leather that includes the

uso de una malla para formar un pellejo obtenido mediante ingeniería final que se refuerza con el material de malla.use of a mesh to form a final engineered skin that is reinforced with the mesh material.

Las figuras 3-7 ilustran tres métodos alternativos en los que las células se cultivan sobre la malla y las capas deFigures 3-7 illustrate three alternative methods in which cells are grown on the mesh and layers of

colágeno (liberadas por las capas de células formadas) se forman directamente sobre la malla, que también puedecollagen (released by the layers of cells formed) are formed directly on the mesh, which can also

actuar como soporte durante el procedimiento de fabricación.act as a support during the manufacturing process.

En la figura 1, puede extraerse y cultivarse un explante de tejido (por ejemplo, tomado de un animal tal como una vaca) (véase, por ejemplo, el documento US-2013-0255003-A1 o la solicitud P.C.T. n.° PCT/US2014/042384, presentada el 13 de junio de 2014). Las células (células de piel) pueden extraerse a través de una biopsia sencilla y luego aislarse y multiplicarse en un medio de cultivo celular. En particular, las células pueden cultivarse en un medio como una capa y se les permite o induce a que secreten colágeno; las células pueden extenderse de modo que el colágeno forme láminas, tal como se ilustra. A continuación, las láminas pueden tratarse para evitar la contracción, y las láminas delgadas que no se contraen (por ejemplo, descelularizadas) pueden apilarse una encima de otra después de sembrarlas con células formadoras de colágeno adicionales. Como parte de este procedimiento, la capa de malla puede añadirse entre las capas y también sembrarse con células. Este procedimiento puede dar como resultado la formación de láminas más gruesas de material obtenido mediante ingeniería. En un ejemplo, se coloca una malla sobre una lámina preformada de colágeno y se siembran células sobre ella y se permite que crezcan y secreten colágeno; las células y el colágeno secretado, mientras que se organizan principalmente en la capa superior (y al menos incorporan parcialmente la malla), también pueden adherirse a cualquiera o ambas de la malla y la capa debajo de la malla. Después de un tiempo adecuado para que se secrete el colágeno, pueden formarse capas adicionales en los lados superior y/o inferior de la malla. Por ejemplo, pueden formarse una o más capas adicionales encima de la nueva capa sembrando nuevas células y permitiéndoles crecer y liberar colágeno, y/o pueden añadirse capas preformadas adicionales de colágeno sobre la pila en crecimiento (que incluye la malla) y se permite la fusión de la nueva capa. Pueden añadirse células adicionales o las células en la capa previa pueden actuar para anclarse a la(s) capa(s) de colágeno existente(s) en la nueva capa añadida. Periódicamente, la pila (que incluye la malla) puede voltearse para que pueden añadirse nuevas capas a la parte inferior (ahora superior) de la pila. Estos procedimientos pueden repetirse según sea necesario para hacer crecer la pila hasta un grosor deseado. Finalmente, el cuero se forma a partir de esta estructura multicapa a través de un procedimiento de curtición abreviado para modificar el colágeno.In Figure 1, a tissue explant (eg, taken from an animal such as a cow) (see, eg, US-2013-0255003-A1 or PCT Application No. PCT/US2014/042384, filed June 13, 2014). The cells (skin cells) can be removed through a simple biopsy and then isolated and multiplied in cell culture medium. In particular, cells can be cultured in a medium such as a layer and allowed or induced to secrete collagen; the cells can be spread out so that the collagen forms sheets, as illustrated. The sheets can then be treated to prevent shrinkage, and the non-shrinking (eg, decellularized) thin sheets can be stacked on top of each other after seeding with additional collagen-forming cells. As part of this procedure, the mesh layer can be added between the layers and also seeded with cells. This procedure can result in the formation of thicker sheets of engineered material. In one example, a mesh is placed over a preformed sheet of collagen and cells are seeded onto it and allowed to grow and secrete collagen; the cells and secreted collagen, while primarily organizing in the upper layer (and at least partially incorporating the mesh), can also adhere to either or both of the mesh and the layer below the mesh. After adequate time for collagen to be secreted, additional layers may form on the upper and/or lower sides of the mesh. For example, one or more additional layers may be formed on top of the new layer by seeding new cells and allowing them to grow and release collagen, and/or additional preformed layers of collagen may be added on top of the growing pile (including the mesh) and the growth is allowed. merge the new layer. Additional cells may be added or the cells in the previous layer may act to anchor to the existing collagen layer(s) in the newly added layer. Periodically, the stack (which includes the mesh) can be flipped so that new layers can be added to the bottom (now top) of the stack. These procedures can be repeated as necessary to grow the stack to a desired thickness. Finally, leather is formed from this multilayer structure through an abbreviated tanning procedure to modify the collagen.

La figura 2 ilustra esquemáticamente un poco más de detalle de una variación de las etapas descritas anteriormente. En este ejemplo, se forman capas delgadas de colágeno cultivándolas en láminas, luego las láminas se combinan con un material de malla entre ellas y se permite su fusión. Como antes, la contracción de las células cuando se cultivan en láminas puede evitarse mediante el tratamiento de las células (por ejemplo, destruyéndolas) o mediante otros tratamientos, en cuyo caso puede ser beneficioso añadir nuevas células a las láminas para potenciar la fusión de las capas de colágeno, tal como se muestra en la figura 2B. Aunque en teoría pueden añadirse múltiples capas simultáneamente, en la práctica, la difusión puede limitar la capacidad de crecimiento de las células cuando se apilan en grosores superiores a dos (o tres) capas. La figura 2C ilustra un ejemplo de la capa plana de colágeno liberado por las capas de células que pueden fusionarse juntas tal como se describe.Figure 2 schematically illustrates a little more detail of a variation of the steps described above. In this example, thin layers of collagen are formed by growing them into sheets, then the sheets are combined with a mesh material between them and allowed to fuse. As before, shrinkage of cells when cultured on slides can be prevented by treating the cells (for example, killing them) or by other treatments, in which case it may be beneficial to add new cells to the slides to enhance cell fusion. collagen layers, as shown in Figure 2B. Although multiple layers can be added simultaneously in theory, in practice, diffusion can limit the growth capacity of cells when they are stacked thicker than two (or three) layers. Figure 2C illustrates an example of the flat layer of collagen released by the cell layers that can be fused together as described.

Alternativa o adicionalmente, en algunas variaciones, las células pueden cultivarse directamente sobre y/o alrededor de un material de malla que va a incorporarse al material textil resultante. Por ejemplo, la figura 3A ilustra un ejemplo de un material de malla soportado en un armazón (mostrado como redondo, aunque puede usarse cualquier forma) que puede usarse para cultivar células para formar cualquiera de los materiales descritos en el presente documento. En este ejemplo, el armazón puede retirarse de la malla, ya que la malla formará una parte integral del material textil resultante (pellejo/cuero). El armazón y la malla pueden flotar o sumergirse en un medio de cultivo durante el crecimiento del tejido.Alternatively or additionally, in some variations, the cells may be grown directly on and/or around a mesh material to be incorporated into the resulting textile material. For example, Figure 3A illustrates an example of a scaffold-supported mesh material (shown as round, although any shape may be used) that can be used to grow cells to form any of the materials described herein. In this example, the shell can be removed from the mesh, as the mesh will form an integral part of the resulting textile material (hide/leather). The scaffold and mesh can float or be submerged in a culture medium during tissue growth.

La figura 3B es una ilustración esquemática de un método general para formar materiales de cuero obtenido mediante ingeniería tal como se describe en el presente documento. En este ejemplo, las células pueden aplicarse en primer lugar (por ejemplo, sembrarse) sobre el primer lado de la malla 303. La malla puede mantenerse plana y sumergirse en un medio de cultivo. En algunas variaciones, la malla se mantiene en un armazón tal como se muestra en la figura 3A. La malla puede no tener soporte (acepta cualquier armazón) o puede estar respaldada por un respaldo de soporte, tal como una superficie sobre la cual las células pueden crecer y luego retirarse (por ejemplo, agar, fondo de placa de cultivo celular, etc.). A continuación, las células pueden cultivarse sobre el primer lado (por ejemplo, la parte superior) de la malla 305 y permitir que crezcan y liberen colágeno (por ejemplo, en alguna variación, crecer hasta confluencia o casi confluencia, tal como se describió anteriormente). Por ejemplo, las células pueden cultivarse durante horas, días o semanas (por ejemplo, 1 día, 2 días, 3 días, 4 días, 5 días, 6 días, 7 días, 8 días, 9 días, 10 días, 11 días, 12 días, etc.). Opcionalmente, después de eso, pueden colocarse células adicionales (y/o una capa de células liberadoras de colágeno tal como se describió anteriormente) encima de la malla 307 y permitir que liberen colágeno y se adhieran adicionalmente a la pila en crecimiento. Esta etapa puede repetirse secuencialmente para expandir el tamaño de la pila. Después de eso, la malla puede voltearse 309, y el procedimiento se repite sobre el segundo lado (ahora superior). Por tanto, pueden colocarse células adicionales (y/o capas de colágeno o células y colágeno) sobre el segundo lado 313 y cultivarse y permitir que liberen colágeno adicional para su adhesión 315. Como antes, las células y/o capas de colágeno (o colágeno y células) adicionales pueden colocarse sobre este segundo lado y cultivarse para expandir el grosor del material 317. El material puede voltearse nuevamente y repetirse las etapas para continuar el crecimiento del material. Una vez que se alcanza el grosor deseado, puede detenerse el procedimiento, y el material, ahora con la malla incrustada, puede retirarse y tratarse (por ejemplo, curtirse).Figure 3B is a schematic illustration of a general method for forming engineered leather materials as described herein. In this example, cells may first be applied (eg, seeded) onto the first side of mesh 303. The mesh may be laid flat and submerged in culture medium. In some variations, the mesh is held in a frame as shown in Figure 3A. The mesh may be unsupported (accepts any scaffold) or may be backed by a supportive backing, such as a surface on which cells can grow and then be removed (e.g. agar, cell culture dish bottom, etc. ). Cells can then be cultured on the first (eg, top) side of the 305 mesh and allowed to grow and release collagen (eg, in some variation, grow to confluency or near confluency, as described above). ). For example, cells can be cultured for hours, days, or weeks (eg, 1 day, 2 days, 3 days, 4 days, 5 days, 6 days, 7 days, 8 days, 9 days, 10 days, 11 days, etc.). 12 days, etc). Optionally, thereafter, additional cells (and/or a layer of collagen-releasing cells as described above) may be placed on top of mesh 307 and allowed to release collagen and further adhere to the growing pile. This stage can be repeated sequentially to expand the size of the stack. After that, the mesh can be turned 309, and the procedure is repeated on the second (now top) side. Thus, additional cells (and/or collagen layers or cells and collagen) can be placed on the second side 313 and cultured and allowed to release additional collagen for adhesion 315. As before, the cells and/or collagen layers (or additional collagen and cells) can be placed on this second side and cultured to expand the thickness of the material 317. The material can be flipped again and the steps repeated to continue growth of the material. Once the desired thickness is reached, the procedure can be stopped, and the material, now with the mesh embedded, can be removed and treated (eg tanned).

Alternativamente, en algunas variaciones, también pueden apilarse múltiples capas/pilas con una malla incrustada una sobre otra para formar capas más gruesas. Por ejemplo, puede hacerse crecer una malla con una o más capas tal como se describe en la figura 3B, y también puede apilarse una capa adicional de malla sobre el material en crecimiento e incorporarse al mismo mediante la adición de células adicionales (que luego secretan colágeno) sobre la pila en crecimiento. Por tanto, pueden incorporarse múltiples capas de malla en un solo material, potenciando las propiedades del material.Alternatively, in some variations, multiple layers/stacks with embedded mesh can also be stacked on top of each other to form thicker layers. For example, a mesh can be grown with one or more layers as described in Figure 3B, and an additional layer of mesh can also be stacked on top of the growing material. growth and join it by adding additional cells (which then secrete collagen) onto the growing pile. Therefore, multiple mesh layers can be incorporated into a single material, enhancing the properties of the material.

La figura 4 ilustra una variación de un método tal como se describió anteriormente. En la figura 4, se muestra un tamaño de malla relativamente pequeño (por ejemplo, un tamaño de poro de entre 2 y 300 |im). Los tamaños de malla pequeños pueden atrapar células o agregados celulares (por ejemplo, tamaño de célula típico de 10-20 micrómetros, tamaño de agregado típico de 100-500 micrómetros). Tal como se mencionó anteriormente, la malla puede montarse en un armazón (por ejemplo, un armazón 2D de forma libre, circular, rectangular) que inmoviliza y endereza la malla, creando una superficie lisa, plana y horizontal, tal como se ilustra en la figura 3A. La malla con armazón puede transferirse a un recipiente (placa de Petri para histocultivo) que contiene medio de histocultivo, luego sembrarse con células tal como se muestra en la figura 4a. A continuación, las células pueden adherirse, extenderse y secretar matriz extracelular (colágeno) sobre el lado superior de la malla (figura 4b). Después de un periodo de tiempo predeterminado (en el que las células liberan colágeno para formar una capa de colágeno), el armazón puede invertirse y se siembra el otro lado con células, tal como se muestra en la figura 4c. En las figuras 4b y 4c, el colágeno también puede extenderse entre los poros (no mostrado). Las nuevas células también pueden adherirse y secretar una capa de colágeno sobre el otro lado de la malla (figura 4d). Este procedimiento puede repetirse (figuras 4e y 4f) para lograr el grosor deseado del material obtenido mediante ingeniería. El material resultante, con la malla incrustada, puede curtirse posteriormente. Obsérvese que esta figura no se muestra a escala.Figure 4 illustrates a variation of a method as described above. In Figure 4, a relatively small mesh size is shown (for example, a pore size between 2 and 300 µm). Small mesh sizes can trap cells or cell aggregates (eg, typical cell size 10-20 microns, typical aggregate size 100-500 microns). As mentioned above, the mesh can be mounted on a frame (for example, a free-form, circular, rectangular 2D frame) that immobilizes and straightens the mesh, creating a smooth, flat, horizontal surface, as illustrated in Fig. figure 3A. The scaffolded mesh can be transferred to a container (histoculture Petri dish) containing histoculture medium, then seeded with cells as shown in Figure 4a. Cells can then adhere, spread, and secrete extracellular matrix (collagen) onto the upper side of the mesh (FIG. 4b). After a predetermined period of time (in which the cells release collagen to form a collagen layer), the scaffold can be inverted and the other side seeded with cells, as shown in Figure 4c. In figures 4b and 4c, collagen can also extend between the pores (not shown). The new cells can also adhere and secrete a layer of collagen on the other side of the mesh (figure 4d). This procedure can be repeated (Figures 4e and 4f) to achieve the desired thickness of the engineered material. The resulting material, with the mesh embedded, can be subsequently tanned. Note that this figure is not shown to scale.

En este ejemplo, los tamaños de malla pequeños pueden permitir que las células (o grupos de células) se asienten directamente sobre la malla, y el colágeno todavía se libera entre los poros (no mostrado), fusionando las capas sobre ambos tamaños de la malla y bloqueando la posición de la malla. Por tanto, pueden encapsularse incluso con materiales a los que las células normalmente no se adhieren tal como se muestra.In this example, small mesh sizes may allow cells (or groups of cells) to sit directly on the mesh, and collagen is still released between the pores (not shown), fusing the layers over both mesh sizes. and locking the position of the mesh. Therefore, they can be encapsulated even with materials to which cells do not normally adhere as shown.

Para mallas con un tamaño de poro ligeramente mayor (por ejemplo, mallas que tienen un tamaño de poro superior a 300 micrómetros), las células también pueden hacerse crecer directamente sobre la malla, tal como se muestra en la figura 5. En la figura 5a, las células se siembran en una placa de histocultivo que contiene medio de cultivo y se cultivan durante un periodo de tiempo predeterminado, durante el cual las células secretan una capa de matriz extracelular (en particular, colágeno) tal como se muestra esquemáticamente en la figura 5b. La malla no retenida se coloca entonces sobre esta capa de matriz celular-extracelular- y se siembra de nuevo con células (figura 5c). El número de células en la segunda siembra puede variar dependiendo del grosor y del área de cobertura de la malla. Durante el segundo intervalo de tiempo de incubación (que puede ser el mismo que el primero), las células de la segunda siembra se dividirán y eventualmente llenarán los orificios de la malla mientras secretan matriz extracelular y acoplan la malla y la capa de matriz celular/extracelular subyacente tal como se muestra en la figura 5d. El procedimiento de siembra puede repetirse nuevamente (figura 5e) para cubrir completamente la malla, creando una capa superior de ECM, cultivada durante la misma duración que las dos capas previas (figura 5f). El material compuesto de malla-lámina de ECM puede separarse entonces de la placa y cultivarse en un entorno no adhesivo hasta que esté listo para la curtición, o pueden realizarse capas adicionales para aumentar el grosor. Por ejemplo, el material compuesto de malla/ECM puede retenerse en el armazón y sembrarse adicionalmente invirtiendo regularmente los armazones para lograr un recubrimiento del mismo grosor sobre ambos lados.For meshes with a slightly larger pore size (for example, meshes that have a pore size greater than 300 microns), cells can also be grown directly on the mesh, as shown in Figure 5. In Figure 5a , the cells are plated on a histoculture plate containing culture medium and cultured for a predetermined period of time, during which the cells secrete a layer of extracellular matrix (particularly collagen) as shown schematically in Fig. 5b. The unretained mesh is then placed on top of this cellular-extracellular-matrix layer and again seeded with cells (FIG. 5c). The number of cells in the second seeding can vary depending on the thickness and coverage area of the mesh. During the second incubation time interval (which can be the same as the first), cells from the second seed will divide and eventually fill the holes in the mesh while secreting extracellular matrix and coupling the mesh and cell/matrix layer. underlying extracellular as shown in Figure 5d. The seeding procedure can be repeated again (Figure 5e) to completely cover the mesh, creating a top layer of ECM, cultured for the same duration as the previous two layers (Figure 5f). The ECM sheet-mesh composite can then be separated from the plate and grown in a non-adhesive environment until ready for tanning, or additional layers can be made to increase thickness. For example, the mesh/ECM composite can be retained in the frame and further seeded by regularly reversing the frames to achieve an equal thickness coating on both sides.

Otro ejemplo (tampoco se muestra a escala) se ilustra en la figura 6. En este ejemplo, se usa un tamaño de poro grande (por ejemplo, superior a 500 |im (por ejemplo, entre 0,5 mm y 5 mm)). En la figura 6, la malla se coloca sobre una placa de cultivo o sustrato 601 (que potencialmente incluye, tal como se mencionó anteriormente, sobre una capa existente de colágeno, por ejemplo, una capa descelularizada). En este ejemplo, las células se cultivan en primer lugar directamente sobre el sustrato (figura 6a) y se permite que liberen colágeno (figura 6b). Luego se aplica una malla (tamaño de poro grande) tal como se muestra en la figura 6c. Luego se aplican células (y/o una capa adicional) sobre y en la malla, tal como se muestra en las figuras 6c y 6d, y se permite que las células crezcan y liberen colágeno. Después de eso, pueden añadirse capas adicionales añadiendo secuencialmente células y cultivándolas para que crezcan, tal como se ilustra en las figuras 6e-6h. Después de eso, la pila que incluye la malla puede retirarse de la placa (separando toda de la placa, ya que las células se adhieren a la malla mejor que la superficie de la placa), y se voltea la malla, y se aplican células/capas adicionales, tal como se muestra en la figura 6i.Another example (also not shown to scale) is illustrated in Figure 6. In this example, a large pore size (eg greater than 500 |im (eg between 0.5mm and 5mm)) is used. . In Figure 6, the mesh is placed on a culture plate or substrate 601 (potentially including, as mentioned above, on top of an existing layer of collagen, eg, a decellularized layer). In this example, the cells are first grown directly on the substrate (FIG. 6a) and allowed to release collagen (FIG. 6b). A mesh (large pore size) is then applied as shown in Figure 6c. Cells (and/or an additional layer) are then applied over and onto the mesh, as shown in Figures 6c and 6d, and the cells are allowed to grow and release collagen. After that, additional layers can be added by sequentially adding cells and culturing them for growth, as illustrated in Figures 6e-6h. After that, the stack including the mesh can be removed from the plate (separating everything from the plate, as the cells adhere to the mesh better than the surface of the plate), and the mesh is turned over, and cells are applied. /additional layers, as shown in figure 6i.

En la figura 7 se muestra otra variación que usa una malla de tamaño de poro grande. Cuando la interacción entre las células y la placa de cultivo puede ser más fuerte que la interacción entre las células y la malla, la separación de la estructura compuesta de la placa de cultivo (figura 6f) puede provocar que la capa de células/ECM se desprenda de la malla, lo cual es indeseable. Por tanto, en algunas variaciones, la malla puede retenerse en un armazón y puede colocarse un tapón 703 no adhesivo (por ejemplo, Teflon, agarosa, etc.) debajo de la malla y en contacto con ella. A continuación, la malla puede sembrarse con células (figura 7a), en la que las células se acumularán en las aberturas y sobre la superficie superior de la malla, secretando matriz extracelular (figura 7b). A continuación, puede retirarse el tapón, y puede invertirse la malla y sembrarse células sobre su otro lado (figura 7c). A continuación, puede realizarse inversión secuencial, siembra y cultivo celular para depositar múltiples capas sobre ambos lados para engrosar la construcción (figuras 7c, 7d, 7e, 7f). Another variation using a large pore size mesh is shown in Figure 7. When the interaction between the cells and the culture plate may be stronger than the interaction between the cells and the mesh, separation of the composite structure from the culture plate (Figure 6f) may cause the cell/ECM layer to collapse. detach from the mesh, which is undesirable. Thus, in some variations, the mesh may be retained in a frame and a non-adhesive plug 703 (eg, Teflon, agarose, etc.) may be placed under and in contact with the mesh. The mesh can then be seeded with cells (FIG. 7a), where cells will accumulate in the openings and on the top surface of the mesh, secreting extracellular matrix (FIG. 7b). The plug can then be removed, and the mesh can be inverted and cells seeded on its other side (FIG. 7c). Sequential inversion, seeding, and cell culture can then be performed to deposit multiple layers on both sides to thicken the construct (Figures 7c, 7d, 7e, 7f).

Cualquiera las construcciones de malla/ECM compuestas descritas en el presente documento puede curtirse o bien antes o bien después de liberarlas del armazón, o curtirlas mientras están retenidas. La curtición mientras están retenidas por el armazón puede ser deseable cuando los agentes de curtición son excesivamente astringentes y deformarían la construcción. Por tanto, puede usarse un armazón liberable, y liberarse después de la curtición. En las figuras 8A-8C se muestra un experimento de prueba de concepto. En este ejemplo, se preparó un material compuesto de poliéster-cuero con el método ilustrado en la figura 6 anterior. Después de separar la estructura de la placa de cultivo, el material compuesto se cultivó adicionalmente durante 3 semanas en un entorno no adhesivo y, posteriormente, se curtió con métodos convencionales de curtición al cromo. Incluso después de la curtición, el material de colágeno cubre completamente la malla con una capa delgada de cuero obtenido mediante ingeniería, tal como se muestra en las figuras 8A y 8B. La malla 801 de poliéster está encapsulada con colágeno 805 curtido. Una sección transversal muestra una cobertura uniforme sobre los hilos 801 (figura 8A), llenando completamente la malla (figura 8B). En la figura 8C, el material resultante se deconstruyó retirando parcialmente la capa 813 superior antes de la curtición (por ejemplo, al retirarlo de la placa) para ilustrar la estructura de triple capa. La malla 815 subyacente se expone a la derecha de la región 817 rasgada.Any of the composite mesh/ECM constructions described herein can be tanned either before or after release from the scaffold, or tanned while retained. Tanning while retained by the frame may be desirable where the tanning agents are excessively astringent and would distort the construction. Therefore, a releasable frame can be used, and be released after tanning. A proof-of-concept experiment is shown in Figures 8A-8C. In this example, a polyester-leather composite material was prepared by the method illustrated in Figure 6 above. After separating the structure from the culture plate, the composite material was further cultured for 3 weeks in a non-adhesive environment and subsequently tanned with conventional chrome tanning methods. Even after tanning, the collagen material completely covers the mesh with a thin layer of engineered leather, as shown in Figures 8A and 8B. 801 polyester mesh is encapsulated with tanned 805 collagen. A cross section shows uniform coverage over the wires 801 (FIG. 8A), completely filling the mesh (FIG. 8B). In Figure 8C, the resulting material was deconstructed by partially removing the top layer 813 prior to tanning (eg, by removing it from the plate) to illustrate the triple layer structure. The underlying mesh 815 is exposed to the right of the torn region 817.

Las células en las láminas emergentes formadas tal como se describió anteriormente pueden secretar y ensamblar matriz extracelular. Para cada siembra, la tasa de secreción y el ensamblaje pueden depender del tipo de célula y se ralentiza una vez que se alcanza un determinado grosor de la lámina. Esto puede deberse a que o bien (i) las células agotaron su capacidad para producir matriz extracelular, (ii) la capa de matriz extracelular impide que los nutrientes del medio de cultivo lleguen a las células, o bien (iii) la matriz se degrada o remodela por la actividad enzimática de la célula.Cells in emerging sheets formed as described above can secrete and assemble extracellular matrix. For each seeding, the rate of secretion and assembly may depend on the cell type and slows down once a certain thickness of the lamina is reached. This may be because either (i) the cells have exhausted their ability to produce extracellular matrix, (ii) the extracellular matrix layer prevents nutrients from the culture medium from reaching the cells, or (iii) the matrix is degraded. or remodeled by the enzymatic activity of the cell.

En respuesta, las láminas que están formándose (por ejemplo, la capa de células y matriz extracelular) pueden sembrarse con células liberadoras de colágeno recién preparadas o bien del mismo tipo o bien de un tipo diferente al de la capa ya formada. Normalmente, estas nuevas células se adhieren fuertemente al colágeno en la capa subyacente y comienzan a dividirse y producir nueva matriz extracelular. El procedimiento de resiembra anterior puede iterarse (es decir, repetirse) hasta que se logre el grosor deseado de la construcción de tejido multicapa emergente.In response, the sheets being formed (eg, the layer of cells and extracellular matrix) may be seeded with freshly prepared collagen-releasing cells of either the same or a different type as the layer already formed. Normally, these new cells adhere tightly to the collagen in the underlying layer and begin to divide and produce new extracellular matrix. The above reseeding procedure can be iterated (ie, repeated) until the desired thickness of the emerging multilayer tissue construct is achieved.

En general, durante el tiempo de cultivo, tanto las células recién añadidas como las células de la capa inicial pueden secretar colágeno, lo que da como resultado la interconexión entre las capas de colágeno. La secreción por las células en la capa inicial puede producirse a un ritmo más lento que por las células recién añadidas a medida que se alejan del medio de cultivo sobre ambos lados de la malla.In general, during the culture time, both the newly added cells and the initial layer cells can secrete collagen, resulting in the interconnection between the collagen layers. Secretion by cells in the initial layer may occur at a slower rate than by newly added cells as they move away from the culture medium on both sides of the mesh.

En algunas variaciones, se realizan dos resiembras que conducen a una estructura de tres capas sobre ambos lados de la malla. En otras variaciones, el número de resiembras puede ser superior a 3. Obsérvese que al aumentar el número de resiembras, las células de las capas inferiores se alejan progresivamente de la superficie de contacto de la construcción con el medio de cultivo que contiene nutrientes. Esto puede conducir a la ralentización de sus funciones celulares, en particular la liberación de colágeno, y eventualmente puede conducir a su muerte por inanición.In some variations, two reseeds are performed leading to a three-layer structure on both sides of the mesh. In other variations, the number of reseeds may be greater than 3. Note that as the number of reseeds increases, the cells in the lower layers progressively move away from the interface of the construct with the nutrient-containing culture medium. This can lead to the slowing down of their cellular functions, particularly the release of collagen, and can eventually lead to their death by starvation.

En algunas variaciones, las muestras se recubren adicionalmente con un polímero para impartir mayor funcionalidad al material, por ejemplo, impermeabilización, resistencia muy alta, resistencia química, etc.In some variations, samples are additionally coated with a polymer to impart further functionality to the material, eg waterproofing, very high strength, chemical resistance, etc.

En general, cada capa se forma cultivando las células hasta que se forma una capa de colágeno dentro de la nueva capa. Esto puede tardar, por ejemplo, aproximadamente una semana (por ejemplo, entre aproximadamente 5 y 10 días). Por ejemplo, si una capa necesita 10 días para crecer, en algunas variaciones, cada lado puede volver a sembrarse antes de que la capa crezca por completo, y la estructura puede voltearse después de que las células se adhieran suficientemente (en el plazo de unos pocos días).In general, each layer is formed by culturing the cells until a layer of collagen forms within the new layer. This may take, for example, about a week (eg about 5-10 days). For example, if a layer needs 10 days to grow, in some variations each side can be reseeded before the layer is fully grown, and the structure can be flipped over after the cells are sufficiently attached (within a few days). few days).

Cualquiera de los materiales (materiales textiles, pellejos, cueros, etc.) obtenidos mediante ingeniería descritos en el presente documento puede tener una ultraestructura distinta que incluya el material incrustado (por ejemplo, malla), pero también está en capas, como resultado del método de fabricación descrito. Por ejemplo, la figura 9 ilustra esquemáticamente una ultraestructura de un material obtenido mediante ingeniería que tiene múltiples capas en las que se incrusta un material de malla. En la figura 9, la malla 901 está incrustada dentro de una pluralidad de capas formadas mediante cualquiera de los métodos descritos en el presente documento. El resultado son capas en las que una sección transversal muestra estratos de regiones 904 densas en colágeno alternando con regiones 906 menos densas. Las regiones menos densas pueden corresponder a la región celular y la región de adhesión entre las capas aplicadas secuencialmente. Esta ultraestructura es diferente a los materiales nativos, tanto en la inclusión del material 901 de malla como en la formación en capas del colágeno.Any of the engineered materials (textiles, hides, leathers, etc.) described herein may have a distinct ultrastructure that includes the embedded material (eg, mesh), but is also layered, as a result of the method. manufacturing described. For example, Figure 9 schematically illustrates an ultrastructure of an engineered material having multiple layers in which a mesh material is embedded. In Figure 9, mesh 901 is embedded within a plurality of layers formed by any of the methods described herein. The result is layers in which a cross section shows layers of collagen dense regions 904 alternating with less dense regions 906 . The less dense regions may correspond to the cellular region and the adhesion region between the sequentially applied layers. This ultrastructure is different from native materials, both in the inclusion of the 901 mesh material and in the layering of the collagen.

Los métodos descritos en el presente documento representan un método muy flexible para incrustar prácticamente cualquier material de soporte (por ejemplo, malla) en un cuero obtenido mediante ingeniería, lo que puede cambiar sustancialmente las propiedades físicas del cuero. Aunque los ejemplos descritos en el presente documento son específicos de las mallas, debe entenderse que también pueden usarse materiales distintos de mallas (por ejemplo, hebras, etc.).The methods described herein represent a very flexible method of embedding virtually any support material (eg, mesh) into an engineered leather, which can substantially change the physical properties of the leather. Although the examples described herein are Specific to meshes, it should be understood that non-mesh materials (eg, yarns, etc.) may also be used.

Soportes fibrososfibrous supports

En el presente documento también se describen cueros obtenidos mediante ingeniería formados usando un soporte que comprende un soporte fibroso que se curte (por ejemplo, se reticula) con las células cultivadas y/o cualquier componente de la matriz extracelular (ECM) liberado por las células cultivadas que se forman. El cuero obtenido mediante ingeniería resultante puede denominarse un material compuesto de tejido reforzado con fibras y pueden tener propiedades superiores (por ejemplo, durabilidad, resistencia, etc.) en comparación con otros cueros obtenidos mediante ingeniería. También se describen métodos de formación de estos materiales compuestos de tejido reforzados con fibra, incluyendo métodos de hacerlos crecer/cultivarlos y métodos de curtición de los mismos.Also described herein are engineered leathers formed using a backing comprising a fibrous backing that is tanned (eg, cross-linked) with the cultured cells and/or any extracellular matrix (ECM) components released by the cells. cultivated that are formed. The resulting engineered leather may be referred to as a fiber-reinforced fabric composite material and may have superior properties (eg, durability, strength, etc.) compared to other engineered leathers. Also disclosed are methods of forming these fiber-reinforced fabric composites, including methods of growing/cultivating them and methods of tanning them.

En general, los soportes descritos en el presente documento están configurados para reticularse con la matriz extracelular liberada (por ejemplo, colágeno) de células cultivadas sobre el soporte. Estos soportes pueden formarse de un material que puede formar reticulaciones con la ECM y/o las células durante la curtición. Además la estructura del soporte (por ejemplo, la porosidad, la longitud de las fibras, la densidad de las fibras, etc.) puede elegirse para permitir la reticulación y/o para estimular el crecimiento de las células y la liberación de la matriz extracelular. El soporte se curte con y a la ECM para formar el producto final, el material compuesto de tejido reforzado con fibras. Por tanto, el soporte forma una parte integral del producto final, y sus dimensiones, incluyendo el grosor, pueden ayudar a determinar el grosor final del cuero resultante.In general, the supports described herein are configured to crosslink with released extracellular matrix (eg, collagen) from cells cultured on the support. These supports can be formed of a material that can form cross-links with the ECM and/or the cells during tanning. In addition, the structure of the support (for example, porosity, fiber length, fiber density, etc.) can be chosen to allow cross-linking and/or to stimulate cell growth and extracellular matrix release. . The backing is tanned with and to the ECM to form the final product, the fibre-reinforced fabric composite material. Therefore, the backing forms an integral part of the final product, and its dimensions, including thickness, can help determine the final thickness of the resulting leather.

Un ejemplo particular de un soporte fibroso que puede usarse tal como se describe en el presente documento es la seda. La seda (por ejemplo, la seda orgánica y/o sintética) puede formarse (por ejemplo, hilarse) hasta un grosor de fibra predeterminado y puede usarse en una lámina tejida y/o no tejida que forma el soporte sobre el que pueden cultivarse células que liberan ECM. Tales células pueden ser, por ejemplo, fibroblastos dérmicos, células del músculo liso, etc.A particular example of a fibrous support that can be used as described herein is silk. Silk (eg, organic and/or synthetic silk) can be formed (eg, spun) to a predetermined fiber thickness and can be used in a woven and/or non-woven sheet that forms the support on which cells can be grown. that release ECM. Such cells can be, for example, skin fibroblasts, smooth muscle cells, etc.

En general, el soporte está formado por un material (tal como seda) que puede curtirse para reticular grupos reactivos sobre el soporte (por ejemplo, grupos amina y ácido carboxílico) con la ECM liberada (por ejemplo, colágeno).In general, the support is made of a material (such as silk) that can be tanned to cross-link reactive groups on the support (eg, amine and carboxylic acid groups) with the released ECM (eg, collagen).

El soporte fibroso puede proporcionar una gran cantidad de área superficial sobre la que pueden cultivarse las células. Por ejemplo, el soporte puede estar formado por fibras relativamente dispersas que forman un soporte fibroso disperso. Un soporte fibroso puede tener mucha área superficial para permitir el crecimiento celular y para permitir una superficie de contacto de fibra-matriz tisular fuerte (lo que también puede mejorar la resistencia global del material compuesto resultante). En algunas variaciones, la longitud de las fibras que forman el soporte es de entre 100 nm y 100 |im. En algunas variaciones, la longitud de las fibras es de entre 100 nm y hasta 1 mm, 10 mm, 100 mm o 1 m. La densidad del material fibroso en el soporte puede ser de entre 10 y 100 mg/cc. En algunas variaciones, la densidad del material fibroso es de entre 10 y 10.000 mg/cc. La porosidad del soporte fibroso (incluyendo las fibras tejidas/no tejidas) puede ser de entre el 10 y el 99%.The fibrous support can provide a large amount of surface area on which cells can be cultured. For example, the backing may be made up of relatively dispersed fibers that form a disperse fibrous backing. A fibrous support can have a lot of surface area to allow for cell growth and to allow for a strong fiber-tissue matrix interface (which can also improve the overall strength of the resulting composite material). In some variations, the length of the fibers that form the support is between 100 nm and 100 µm. In some variations, the length of the fibers is between 100nm and up to 1mm, 10mm, 100mm or 1m. The density of the fibrous material in the support can be between 10 and 100 mg/cc. In some variations, the density of the fibrous material is between 10 and 10,000 mg/cc. The porosity of the fibrous support (including woven/non-woven fibers) can be between 10 and 99%.

En general, puede resultar ventajoso proporcionar una alta porosidad. Esto puede permitir mucha infiltración celular y crecimiento tisular, incluyendo dentro del grosor del soporte. El soporte puede tener cualquier grosor apropiado (por ejemplo, entre 10 |im y 5 mm, por ejemplo, entre 100 |im y 1 mm, entre 100 |im y 500 |im, entre 50 |im y 300 |im, etc., o entre cualquier valor menor de 10 |im, 30 |im, 50 |im, 75 um, 100 um, 200 um, 300 |im , etc. y un valor superior de 50 |im, 100 |im, 150 |im, 200 |im, 300 |im, 400 |im, 500 |im, 600 |im, 700 |im, 800 |im, 900 |im, 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, etc.). La porosidad puede determinarse como el espacio (por ejemplo, diámetro promedio) entre fibras.In general, it may be advantageous to provide high porosity. This can allow for much cell infiltration and tissue growth, including within the thickness of the support. The support may have any suitable thickness (for example, between 10 |im and 5 mm, for example, between 100 |im and 1 mm, between 100 |im and 500 |im, between 50 |im and 300 |im, etc. , or between any value less than 10 |im, 30 |im, 50 |im, 75 um, 100 um, 200 um, 300 |im, etc. and a value greater than 50 |im, 100 |im, 150 |im , 200 |im, 300 |im, 400 |im, 500 |im, 600 |im, 700 |im, 800 |im, 900 |im, 1mm, 2mm, 3mm, 4mm, 5mm, etc. ). Porosity can be determined as the space (eg, average diameter) between fibers.

En funcionamiento, el método de formación de los materiales compuestos de tejido reforzados con fibras descritos en el presente documento puede incluir cultivar células sobre el soporte fibroso hasta que se ha formado una cantidad deseada de ECM (por ejemplo, colágeno) en y/o sobre el soporte fibroso. Opcionalmente, el soporte fibroso puede formarse y/o prepararse para recibir las células que van a cultivarse sobre el mismo. Por ejemplo, el soporte puede tratarse para exponer grupos reactivos o sitios de unión celular. En algunas variaciones, el soporte fibroso puede aplicarse en un reactor celular para la siembra y el crecimiento de las células sobre el soporte. Como ejemplo, las células, que pueden ser por ejemplo una línea celular de mamífero que tiene propiedades conocidas de liberación de ECM, que van a sembrarse sobre el soporte fibroso preparado y que se permiten crecer, se dividen y depositan ECM. Las células pueden cultivarse en condiciones de cultivo típicas durante un periodo de tiempo apropiado (por ejemplo, 2-90 días). Pueden añadirse células adicionales durante este periodo. A continuación, el material resultante, que comprende el soporte fibroso con la ECM y las células liberadas, puede denominarse una construcción tisular intermedia (no curtida), que puede procesarse adicionalmente. Esta construcción tisular intermedia (no curtida) puede descelularizarse (por ejemplo, mediante el tratamiento con alcoholes u otros agentes) o no. La construcción tisular intermedia (no curtida) puede procesarse entonces mediante curtición, que puede incluir compuestos químicos de curtición tradicionales, así como reacciones de reticulación para reforzar el soporte para el tejido. In operation, the method of forming the fiber-reinforced tissue composites described herein may include culturing cells on the fibrous support until a desired amount of ECM (eg, collagen) has formed in and/or on the fibrous support. the fibrous support. Optionally, the fibrous support may be formed and/or prepared to receive cells to be cultured thereon. For example, the support can be treated to expose reactive groups or cell attachment sites. In some variations, the fibrous support can be applied in a cell reactor for seeding and growth of cells on the support. As an example, cells, which may be for example a mammalian cell line having known ECM-releasing properties, to be seeded on the prepared fibrous support and allowed to grow, divide and deposit ECM. Cells can be cultured under typical culture conditions for an appropriate period of time (eg, 2-90 days). Additional cells can be added during this period. The resulting material, comprising the fibrous support with the ECM and released cells, can then be called an intermediate (untanned) tissue construct, which can be further processed. This intermediate (untanned) tissue construct may or may not be decellularized (eg, by treatment with alcohols or other agents). The intermediate (non-tanned) tissue construction can then be processed by tanning, which can include traditional tanning chemicals, as well as crosslinking reactions to reinforce the support for the tissue.

A continuación se proporciona un ejemplo de diversos métodos de refuerzo y curtición que pueden usarse y/o modificarse. El soporte fibroso y la ECM cultivada que crece sobre el soporte se curten (y se reticulan) entre sí mediante este procedimiento, y los materiales compuestos de tejido reforzados con fibras resultantes pueden usarse como material de cuero obtenido mediante ingeniería.An example of various reinforcing and tanning methods that can be used and/or modified is given below. The fibrous support and the cultured ECM grown on the support are tanned (and cross-linked) with each other by this process, and the resulting fiber-reinforced fabric composite materials can be used as an engineered leather material.

Puede incluirse una etapa de refuerzo para reticular la ECM depositada con el soporte fibroso revestido en la ECM, seguido por un procedimiento de curtición para producir el aspecto y la sensación del cuero tradicional. Aunque los compuestos químicos de curtición tradicionales pueden reticular eficazmente la ECM al soporte si el soporte tiene la funcionalidad apropiada (tal como grupos amina y ácido carboxílico de superficie), pueden incorporarse otros compuestos químicos de superficie de soporte y agentes de reticulación para reforzar la superficie de contacto ECM-soporte. Estos incluyen epóxido, acrilato, aldehído, sulfhidrilo, diazirinas, aril-azidas, etc., así como compuestos químicos protegidos que pueden activarse tras el crecimiento tisular para reducir la citotoxicidad de la superficie del soporte. El soporte puede modificarse con compuestos químicos reactivos antes de la siembra de células que cuelgan de moléculas espaciadoras de tamaño entre 0 Da y 100 MDa. Los compuestos químicos de la superficie del soporte pueden hacerse reaccionar directamente con la ECM o a través de agentes de reticulación con funcionalidad de entre 1 y 2000 y con un tamaño de entre 1 Da y 100 MDa. Además las moléculas de reticulación pueden polimerizarse dentro de la construcción de soporte-ECM con un tamaño de entre 1 Da y 100 MDa. La polimerización de estos agentes de reticulación puede iniciarse tras el crecimiento tisular con factores desencadenantes tales como exposición a la luz, cambio de temperatura, adición de iniciadores químicos, etc.A reinforcing step may be included to cross-link the deposited ECM with the ECM-coated fibrous support, followed by a tanning process to produce the look and feel of traditional leather. Although traditional tanning chemicals can effectively cross-link ECM to the support if the support has the appropriate functionality (such as surface amine and carboxylic acid groups), other support surface chemicals and crosslinking agents can be incorporated to strengthen the surface. contact ECM-support. These include epoxy, acrylate, aldehyde, sulfhydryl, diazirines, aryl azides, etc., as well as protected chemical compounds that can be activated upon tissue growth to reduce cytotoxicity of the support surface. The support can be modified with reactive chemicals prior to seeding of cells hanging from spacer molecules of size between 0 Da and 100 MDa. The chemical compounds on the surface of the support can be reacted directly with the ECM or through crosslinking agents with functionality between 1 and 2000 and with a size between 1 Da and 100 MDa. Furthermore cross-linking molecules can be polymerized within the support-ECM construct with a size between 1 Da and 100 MDa. The polymerization of these cross-linking agents can be initiated after tissue growth with triggering factors such as light exposure, temperature change, addition of chemical initiators, etc.

En general, puede usarse cualquier método de curtición apropiado, incluyendo un método derivado de la curtición tradicional, que puede dar como resultado cuero que tiene el aspecto y el tacto de los pellejos curtidos tradicionales. Por ejemplo, tras cultivar las células sobre los soportes tal como se describió anteriormente (por ejemplo, en un entorno estéril), la construcción tisular intermedia (no curtida) que consiste en células y ECM crecidas sobre el soporte fibroso plano (por ejemplo, lámina relativamente delgada, pero larga y ancha) puede lavarse (por ejemplo, para retirar el medio de cultivo), y curtirse. Pueden incluirse etapas tradicionales tales como calero (por ejemplo, tratamiento con un compuesto básico tal como lechada de cal y/o la adición de “activadores” incluyendo agentes de reducción de disulfuro, tales como sulfuro de sodio, cianuros, aminas, etc.). Sin embargo, tales etapas pueden modificarse ya que la construcción intermedia no incluye pelo, uñas y otra materia queratinosa que se encuentra normalmente en las pieles nativas. Tales etapas pueden mantenerse o modificarse para retirar algunos materiales de ECM y/o para hinchar y dividir las fibras en la construcción intermedia o para preparar de otro modo colágeno en la construcción para curtición.In general, any suitable tanning method can be used, including a method derived from traditional tanning, which can result in leather having the look and feel of traditional tanned hides. For example, after culturing the cells on the supports as described above (eg, in a sterile environment), the intermediate (untanned) tissue construct consisting of cells and ECM grown on the flat fibrous support (eg, lamina relatively thin, but long and wide) can be washed (for example, to remove the growing medium), and tanned. Traditional steps such as lime may be included (for example, treatment with a basic compound such as milk of lime and/or the addition of "activators" including disulfide reducing agents, such as sodium sulfide, cyanides, amines, etc.) . However, such steps can be modified since the intermediate construction does not include hair, nails, and other keratinous matter normally found in native hides. Such steps may be maintained or modified to remove some ECM materials and/or to swell and split the fibers in the intermediate construction or to otherwise prepare collagen in the tanning construction.

Los métodos pueden incluir o evitar (como innecesario) el uso de agentes de depilado tales como sulfuro de sodio, hidróxido de sodio, hidrosulfito de sodio, hidrosulfuro de calcio, dimetilamina y sulfhidrato de sodio.The methods may include or avoid (as unnecessary) the use of depilating agents such as sodium sulfide, sodium hydroxide, sodium hydrosulfite, calcium hydrosulfide, dimethylamine, and sodium hydrosulfide.

También puede incluirse una etapa que retire el material celular a la vez que se conserva la ECM. Pueden usarse métodos de descelularización usados en la obtención de tejidos mediante ingeniería para este fin, incluyendo el uso de tensioactivos, enzimas, energía ultrasónica, ciclos de congelación-descongelación, etc.A step that removes cellular material while preserving the ECM may also be included. Decellularization methods used in tissue engineering can be used for this purpose, including the use of surfactants, enzymes, ultrasonic energy, freeze-thaw cycling, etc.

También puede incluirse una etapa de desencalado. Por ejemplo, el pH del colágeno puede reducirse hasta un nivel inferior, de modo que las enzimas puedan actuar sobre él. Dependiendo del uso final del cuero, la construcción intermedia puede tratarse con enzimas para ablandarla, un proceso denominado rendido. Si se usa el rendido, una vez completado, la construcción tisular intermedia puede tratarse en primer lugar con sal y luego con ácido sulfúrico, si va a realizarse una curtición mineral, que puede reducir el pH de colágeno hasta un nivel muy bajo para facilitar la penetración del agente de curtición mineral en la sustancia. Este proceso se conoce como piquelado. La sal (por ejemplo, cloruro de sodio) puede penetrar más rápido que el ácido y limitar el efecto nocivo de una caída repentina del pH. Si se usa curtición vegetal, el agente de curtición puede ser un tanino. Los taninos son una clase de productos químicos astringentes polifenólicos que se encuentran de manera natural en la corteza y las hojas de muchas plantas. Los taninos se unen a las proteínas de colágeno y pueden ocultarlas y recubrirlas, haciendo que sean menos solubles en agua y más resistentes al ataque bacteriano. El proceso también puede hacer que el material sea más flexible. Tradicionalmente, las cortezas primarias, procesadas en molinos de corteza y usadas actualmente, son castaño, roble, redor, tanoak, cicuta, quebracho, mangle, acacia y mirobálano. Tradicionalmente, los pellejos se estiran sobre armazones y se sumergen durante varias semanas en cubas de concentraciones crecientes de tanino. Las construcciones tisulares intermedias descritas en el presente documento pueden proporcionar un acceso más directo, más fácil a los taninos y, por tanto, pueden requerir menos tiempo de procesamiento en general.A deliming step may also be included. For example, the pH of collagen can be lowered to a lower level so that enzymes can act on it. Depending on the end use of the leather, the intermediate construction may be treated with enzymes to soften it, a process called rendering. If tanning is used, once completed, the intermediate tissue construct can be treated first with salt and then with sulfuric acid, if mineral tanning is to be done, which can reduce the pH of collagen to a very low level to facilitate penetration of the mineral tanning agent into the substance. This process is known as pickling. Salt (eg sodium chloride) can penetrate faster than acid and limit the deleterious effect of a sudden drop in pH. If vegetable tanning is used, the tanning agent may be a tannin. Tannins are a class of polyphenolic astringent chemicals found naturally in the bark and leaves of many plants. Tannins bind to collagen proteins and can hide and coat them, making them less soluble in water and more resistant to bacterial attack. The process can also make the material more flexible. Traditionally, the primary barks, processed in bark mills and used today, are chestnut, oak, redor, tanoak, hemlock, quebracho, mangrove, acacia, and myrobalan. Traditionally, the skins are stretched over frames and soaked for several weeks in vats of increasing concentrations of tannin. The intermediate tissue constructs described herein may provide more direct, easier access to tannins and thus may require less processing time overall.

En la curtición al cromo, antes de la introducción de la especie básica de cromo, pueden usarse varias etapas para preparar el material, tal como se mencionó anteriormente, incluyendo la introducción de agentes alcalinos tales como hidróxido de sodio, restablecimiento del pH neutro, rendido (ablandamiento con enzimas) y piquelado (disminución del pH del material que está procesándose, por ejemplo, con sal y ácido sulfúrico).In chrome tanning, before the introduction of the basic chrome species, several steps can be used to prepare the material, as mentioned above, including the introduction of alkaline agents such as sodium hydroxide, restoration of neutral pH, rendering (softening with enzymes) and pickling (lowering the pH of the material being processed, for example, with salt and sulfuric acid).

En la curtición tradicional, el pH es muy ácido cuando se introduce el cromo, para garantizar que los complejos de cromo sean lo suficientemente pequeños como para caber entre las fibras y los residuos del colágeno. Una vez que se logra el nivel deseado de penetración de cromo en la sustancia, el pH del material se eleva de nuevo para facilitar el proceso. Esta etapa se conoce como basificación. La curtición al cromo normalmente es más rápida que la curtición vegetal.In traditional tanning, the pH is very acidic when chrome is introduced, to ensure that the chrome complexes are small enough to fit between the fibers and collagen debris. Once desired level of chromium penetration into the substance is achieved, the pH of the material is raised again to facilitate the process. This stage is known as basification. Chrome tanning is usually faster than vegetable tanning.

El sulfato de cromo (III) ([Cr(H2O)6]2(SO4)3) se ha considerado durante mucho tiempo como el agente de curtición más eficaz y efectivo. Los compuestos de cromo (III) del tipo usado en curtición son significativamente menos tóxicos que el cromo hexavalente. El sulfato de cromo (III) se disuelve para dar el catión hexaacuacromo (III), [Cr(H2O)6]3+, que a pH superior experimenta procesos denominados olación para dar compuestos de policromo (III) que son activos en curtición, que es la reticulación de las subunidades de colágeno. La química de [Cr(H2O)6]3+ es compleja debido a la presencia de una variedad de ligandos. Algunos ligandos incluyen el anión sulfato, los grupos carboxilo del colágeno, grupos amina de las cadenas laterales de los aminoácidos, y agentes de enmascaramiento. Los agentes de enmascaramiento son ácidos carboxílicos, tales como ácido acético, usado para suprimir la formación de las cadenas de policromo (III). Los agentes de enmascaramiento permiten que el curtidor aumente adicionalmente el pH para aumentar la reactividad del colágeno sin inhibir la penetración de los complejos de cromo (III).Chromium(III) sulfate ([Cr(H2O)6]2(SO4)3) has long been considered the most efficient and effective tanning agent. Chromium(III) compounds of the type used in tanning are significantly less toxic than hexavalent chromium. Chromium(III) sulfate dissolves to give the hexaaquachrome(III) cation, [Cr(H 2 O) 6 ]3+, which at higher pH undergoes processes called olation to give polychrome(III) compounds that are active in tanning, which is the cross-linking of collagen subunits. The chemistry of [Cr(H 2 O) 6 ]3+ is complex due to the presence of a variety of ligands. Some ligands include the sulfate anion, collagen carboxyl groups, amino acid side chain amine groups, and masking agents. Masking agents are carboxylic acids, such as acetic acid, used to suppress the formation of polychrome (III) chains. Masking agents allow the tanner to further increase the pH to increase collagen reactivity without inhibiting the penetration of chromium(III) complexes.

Tal como se mencionó anteriormente, el colágeno se caracteriza por un alto contenido de glicina, prolina e hidroxiprolina, habitualmente en la repetición -Gly-Pro-Hypro-Gly-. Estos residuos dan lugar a la estructura helicoidal del colágeno. El alto contenido en colágeno de la hidroxiprolina permite la reticulación significativa por enlaces de hidrógeno dentro de la estructura helicoidal. Los grupos carboxilo ionizados (RCO2-) se forman mediante la hidrólisis del colágeno por la acción del hidróxido. Esta conversión se produce durante el proceso de calero, antes de la introducción del agente de curtición (sales de cromo). Los grupos carboxilo ionizados se coordinan como ligandos a los centros de cromo (III) de las agrupaciones de oxo-hidróxido.As mentioned above, collagen is characterized by a high content of glycine, proline and hydroxyproline, usually in the -Gly-Pro-Hypro-Gly- repeat. These residues give rise to the helical structure of collagen. The high collagen content of hydroxyproline allows significant cross-linking by hydrogen bonding within the helical structure. Ionized carboxyl groups (RCO2-) are formed by hydrolysis of collagen by the action of hydroxide. This conversion occurs during the lime process, before the introduction of the tanning agent (chrome salts). The ionized carboxyl groups coordinate as ligands to the chromium(III) centers of the oxo-hydroxide clusters.

La curtición aumenta la separación entre las cadenas de proteínas en el colágeno desde 10 hasta 17 A. La diferencia concuerda con la reticulación por especies policromo, del tipo que surge a partir de la olación y la oxolación.Tanning increases the separation between protein chains in collagen from 10 to 17 A. The difference is consistent with crosslinking by polychrome species, the type that arises from olation and oxolation.

Después de la aplicación del agente de cromo, el baño puede tratarse con bicarbonato de sodio para aumentar el pH hasta 4,0-4,3. Este aumento induce la reticulación entre el cromo y el colágeno. El aumento de pH normalmente puede ir acompañado por un aumento gradual de la temperatura hasta 40°C. El cuero curtido al cromo puede contener entre el 4 y el 5% de cromo. Esta eficacia se caracteriza por su estabilidad hidrotérmica aumentada del cuero, y su resistencia al encogimiento en agua caliente.After the application of the chrome agent, the bath can be treated with sodium bicarbonate to increase the pH to 4.0-4.3. This increase induces crosslinking between chromium and collagen. The pH increase can normally be accompanied by a gradual increase in temperature up to 40°C. Chrome tanned leather may contain between 4 and 5% chrome. This effectiveness is characterized by its increased hydrothermal stability of the leather, and its resistance to shrinkage in hot water.

Pueden usarse otras formas de curtición, incluyendo las basadas en alumbre, circonio, titanio, sales de hierro, o una combinación de los mismos. Puede usarse curtición en blanco en las construcciones tisulares intermedias descritas en el presente documento. La curtición es un método que usa alumbre y sales de aluminio, generalmente junto con otros productos tales como yema de huevo, harina y otras sales. El material se curte en blanco sumergiéndolo en una disolución tibia de alumbre de potasa y sales (o equivalente), entre 20 y 30°C. el proceso puede aumentar la flexibilidad, estirabilidad, suavidad y calidad resultante del cuero. La adición de yema de huevo y harina (o equivalentes) a la disolución de remojo convencional puede potenciar adicionalmente sus características de manipulación fina. Entonces, la construcción tisular intermedia se seca y se deja que se estabilice.Other forms of tanning may be used, including those based on alum, zirconium, titanium, iron salts, or a combination thereof. Blank tanning can be used in the intermediate tissue constructions described herein. Tanning is a method that uses alum and aluminum salts, usually together with other products such as egg yolk, flour and other salts. The material is white tanned by immersing it in a lukewarm solution of potash alum and salts (or equivalent), between 20 and 30°C. the process can increase the flexibility, stretchability, softness and resulting quality of the leather. The addition of egg yolk and flour (or equivalent) to the conventional soaking solution can further enhance its fine handling characteristics. The intermediate tissue construct is then dried and allowed to stabilize.

Dependiendo del acabado deseado, el material puede encerarse, enrollarse, lubricarse, aceitarse (por ejemplo, inyectarse con aceite), y/o secarse. Pueden formarse ante, nobuk, etc., por ejemplo, induciendo acabados de superficie. El material puede acabarse adicionalmente mediante una nueva curtición en blanco. Los agentes de la nueva curtición en blanco y/o colorantes pueden aplicarse al material para potenciar la resistencia física y las propiedades deseadas dependiendo del producto final. Puede usarse una fase final, el acabado, para aplicar el material de acabado a la superficie o para acabar la superficie.Depending on the desired finish, the material may be waxed, rolled, lubricated, oiled (eg oil injected), and/or dried. They can be formed suede, nubuck, etc., for example, by inducing surface finishes. The material can be additionally finished by means of a new white tanning. New white tanning agents and/or dyes can be applied to the material to enhance physical strength and desired properties depending on the final product. A final phase, finishing, can be used to apply the finishing material to the surface or to finish the surface.

Ejemplosexamples

Las figuras 10-16 ilustran ejemplos de materiales compuestos de tejido reforzados con fibras y métodos para formarlos tal como se describió anteriormente.Figures 10-16 illustrate examples of fiber-reinforced fabric composites and methods for forming them as described above.

Por ejemplo, las figuras 10 y 11 muestran un ejemplo de un soporte de tejido fibroso que puede usarse. En este ejemplo, el soporte está formado por fibras de seda. El soporte tiene un grosor de aproximadamente 0,5 mm, y diámetros de fibra de aproximadamente 15-20 micrómetros (por ejemplo, como promedio/media). En este ejemplo, la densidad total del material es de aproximadamente 80 mg/cc, que corresponde a una porosidad de aproximadamente el 95%. La orientación de las fibras puede afectar a las propiedades generales de los materiales, y el proceso de unión puede variarse para producir una variedad de arquitecturas no tejidas, tejidas y tricotadas. Además, la longitud de las fibras puede afectar a las propiedades generales del material, y la longitud, el diámetro y/o la porosidad de las fibras pueden variar. Por ejemplo, pueden usarse nanofibras que tienen desde aproximadamente 10 |im (micrómetros) hasta 20 |im o más. La figura 11 muestra una vista ampliada de una región del soporte mostrado en la figura 10. For example, Figures 10 and 11 show an example of a fibrous tissue support that can be used. In this example, the support is made of silk fibers. The support has a thickness of approximately 0.5 mm, and fiber diameters of approximately 15-20 microns (eg, as average/mean). In this example, the total density of the material is approximately 80 mg/cc, which corresponds to a porosity of approximately 95%. The orientation of the fibers can affect the overall properties of the materials, and the bonding process can be varied to produce a variety of nonwoven, woven, and knitted architectures. In addition, the length of the fibers can affect the general properties of the material, and the length, diameter and/or porosity of the fibers can vary. For example, nanofibers can be used that are from about 10 µm (microns) to 20 µm or more. Figure 11 shows an enlarged view of a region of the support shown in Figure 10.

La figura 12A muestra un ejemplo de un soporte fibroso “seco” (seda) antes de sembrarse con células. En la figura 12B, el soporte mostrado en la figura 12A se ha sembrado con células (en este ejemplo, fibroblastos dérmicos bovinos) a una densidad de 8,5x106 células/ml. El volumen del soporte fue de 100 |il/cm2 de soporte (similar al mostrado en la figura 10-11). En este ejemplo, las células se siembran encima del soporte y se ha observado que se depositan (por ejemplo, por gravedad) sobre el soporte poroso. A continuación, el soporte puede girarse, voltearse, hacerse rotar, etc., lo que puede ayudar a distribuir las células y/o el medio de cultivo por todo el sustrato. En la práctica, puede ser beneficioso tener un sustrato fibroso que inicialmente sea poroso en más del 50%. Tal como se mencionó anteriormente, en algunas variaciones, el soporte puede modificarse para potenciar la adhesión celular. En el ejemplo mostrado en la figura 12B, las células pueden cultivarse durante aproximadamente 4 semanas, con cambio regular de medios (por ejemplo, cada pocos días); las técnicas de cultivo tisular convencionales pueden adaptarse para su uso con el soporte; por ejemplo, pueden usarse factores de crecimiento, o agentes para potenciar la liberación y/o el tipo de ECM depositada. Además, pueden usarse entornos de cultivo dinámicos tales como perfusión o carga mecánica para potenciar la deposición de ECM. En las figuras 12A-12B, el soporte tiene un grosor de aproximadamente 0,5 mm. También pueden usarse soportes más gruesos (por ejemplo, hasta 5 cm). Después de cuatro semanas de cultivo, las fibras del soporte están rodeadas por tejido (incluyendo colágeno).Figure 12A shows an example of a "dry" fibrous support (silk) before being seeded with cells. In Figure 12B, the support shown in Figure 12A has been seeded with cells (in this example, bovine dermal fibroblasts) at a density of 8.5x106 cells/ml. The support volume was 100 µl/cm2 support (similar to that shown in Figure 10-11). In this example, cells are seeded on top of the support and have been observed to settle (eg, by gravity) onto the porous support. The support can then be turned, flipped, rotated, etc., which can help distribute the cells and/or culture medium throughout the substrate. In practice, it can be beneficial to have a fibrous substrate that is initially more than 50% porous. As mentioned above, in some variations, the support can be modified to enhance cell adhesion. In the example shown in Figure 12B, cells can be cultured for approximately 4 weeks, with regular media change (eg, every few days); conventional tissue culture techniques can be adapted for use with the support; for example, growth factors, or agents to enhance the release and/or type of deposited ECM can be used. In addition, dynamic culture environments such as perfusion or mechanical loading can be used to enhance ECM deposition. In Figures 12A-12B, the support has a thickness of about 0.5 mm. Thicker media (eg up to 5 cm) can also be used. After four weeks of culture, the fibers of the support are surrounded by tissue (including collagen).

La figura 13 muestra una sección tomada de la construcción tisular intermedia a modo de ejemplo (no curtida) mostrada en la figura 12B en sección transversal a través del tejido. En este ejemplo, la mancha muestra (en rojo en la versión en color original) colágeno; las fibras del soporte se indican (en sección) por las puntas de flecha. Se muestra que la muestra tiene una red densa de colágeno que se extiende alrededor y a través (por ejemplo, dentro del soporte fibroso poroso). Se fijó esta muestra para histología. En la figura 14 se proporciona una imagen de microscopía electrónica de barrido de una construcción tisular intermedia (no curtida) similar a la mostrada en la figura 12B.Figure 13 shows a section taken of the exemplary intermediate tissue construction (untanned) shown in Figure 12B in cross-section through the tissue. In this example, the stain shows (in red in the original color version) collagen; the fibers of the support are indicated (in section) by the arrowheads. The sample is shown to have a dense network of collagen extending around and through (eg, within the porous fibrous support). This sample was fixed for histology. Provided in Figure 14 is a scanning electron microscopy image of an intermediate (untanned) tissue construct similar to that shown in Figure 12B.

En la figura 14, se muestra una sección a través de un soporte fibroso sobre el que se han cultivado células que liberan colágeno. El soporte fibroso en este ejemplo es seda, y el SEM muestra tejido rico en colágeno que crece por todo el soporte de fibra de seda.In Figure 14, a section through a fibrous support on which collagen-releasing cells have been cultured is shown. The fibrous support in this example is silk, and the SEM shows collagen-rich tissue growing throughout the silk fiber support.

La figura 15 muestra una comparación entre un soporte fibroso que permite (por ejemplo, seda) y que no permite (por ejemplo, poli(ácido láctico), PLLA) la reticulación de refuerzo durante un procedimiento de curtición tal como se describe en el presente documento. En la figura 15, las células se han cultivado de manera equivalente en cuatro soportes fibrosos diferentes y se han curtido: seda 501, PLLA 503 de alta densidad, poliéster 505 y PLLA 507 de baja densidad. Sólo el soporte de seda incluyó grupos amina y ácido carboxílico que se reticulan con tejido/ECM durante el procedimiento de curtición (curtición con sal de cromo). Cada uno de estos soportes son por lo demás aproximadamente equivalentes. Cada uno tiene aproximadamente 4 cm de largo y aproximadamente 1,5 cm de ancho; la seda 501 y el PLLA 507 de baja densidad tienen cada uno 0,5 mm de grosor y el PLLA de alta densidad y el poliéster tienen cada uno aproximadamente 1 mm de grosor. Después de la curtición, sólo las muestras en las que el soporte era reticulable durante la curtición (por ejemplo, la seda 501) dio como resultado materiales que tenían una textura y un aspecto similares al cuero nativo. La seda curtida sin células cultivadas no; el material resultante (seda sola) se separa.Figure 15 shows a comparison between a fibrous support that allows (eg silk) and that does not allow (eg poly(lactic acid), PLLA) reinforcing crosslinking during a tanning process as described herein. document. In Figure 15, cells have been equivalently cultured on four different fibrous supports and tanned: silk 501, high density PLLA 503, polyester 505 and low density PLLA 507. Only the silk support included amine and carboxylic acid groups which are cross-linked with fabric/ECM during the tanning process (chromium salt tanning). Each of these supports are otherwise approximately equivalent. Each is about 4cm long and about 1.5cm wide; silk 501 and low density PLLA 507 are each 0.5mm thick and high density PLLA and polyester are each about 1mm thick. After tanning, only samples where the backing was crosslinkable during tanning (eg, 501 silk) resulted in materials having a texture and appearance similar to native leather. Tanned silk without cultured cells does not; the resulting material (silk alone) is separated.

Las figuras 16 y 17 ilustran un ejemplo de materiales compuestos de tejido reforzados con fibras formados tal como se describe en el presente documento después de la curtición. La figura 16 muestra una superficie exterior de un material curtido que se ha formado y procesado tal como se describió anteriormente. En este ejemplo, la superficie exterior similar al cuero tiene un tacto similar al cuero nativo. El material está formado por un soporte de seda fibrosa sobre el que se han cultivado células (fibroblastos dérmicos) y se ha curtido la construcción tisular intermedia resultante. La figura 17 muestra una vista ampliada de una región de borde de una construcción tisular reforzada con fibras curtida (seda). Después de la curtición, se produjo un gradiente de tejido hacia el borde del soporte de seda, revelando las fibras de seda dispersas través de la matriz de tejido (en la derecha en la figura).Figures 16 and 17 illustrate an example of fiber-reinforced fabric composites formed as described herein after tanning. Figure 16 shows an outer surface of a tanned material that has been formed and processed as described above. In this example, the outer leather-like surface has a similar feel to native leather. The material consists of a fibrous silk support on which cells (dermal fibroblasts) have been cultured and the resulting intermediate tissue construction tanned. Figure 17 shows an enlarged view of an edge region of a tanned fiber-reinforced tissue construction (silk). After tanning, a weave gradient developed towards the edge of the silk backing, revealing the silk fibers dispersed throughout the weave matrix (on the right in the figure).

En general, el producto resultante tendrá un aspecto y tacto similares al cuero nativo, pero es diferente de manera detectable (por ejemplo, tras el examen de la ultraestructura). Por ejemplo, el material resultante tendrá el material de soporte fibroso disperso por todas partes, y normalmente está rodeado por ECM (por ejemplo, colágeno); el colágeno y el soporte se curten y se reticulan entre sí. Normalmente habrá una capa exterior de tejido sobre el soporte.In general, the resulting product will look and feel similar to native leather, but is detectably different (eg, upon examination of the ultrastructure). For example, the resulting material will have the fibrous support material dispersed throughout, and is usually surrounded by ECM (eg collagen); the collagen and the support are tanned and cross-linked with each other. There will normally be an outer layer of fabric on the backing.

Por ejemplo, en el presente documento se describen métodos para formar un material compuesto de tejido biológico reforzado con fibras, comprendiendo el método: cultivar células sobre un soporte fibroso hasta que las fibras del soporte fibroso estén rodeadas por tejido que comprende matriz extracelular, formando una construcción de tejido intermedia; y curtir la construcción de tejido intermedia para reticular las fibras del armazón fibroso con el tejido. El cultivo puede comprender cultivar células sobre un soporte de seda fibrosa, cultivar células sobre un soporte de proteína fibrosa, etc. El soporte de proteína fibrosa puede comprender uno o más de: un soporte de lana fibrosa, un soporte de seda fibrosa o un soporte de colágeno fibroso. For example, described herein are methods for forming a fiber-reinforced biological tissue composite material, the method comprising: culturing cells on a fibrous support until the fibers of the fibrous support are surrounded by tissue comprising extracellular matrix, forming a intermediate fabric construction; and tanning the intermediate fabric construction to crosslink the fibers of the fibrous framework with the fabric. The culture may comprise culturing cells on a fibrous silk support, culturing cells on a fibrous protein support, etc. The fibrous protein support may comprise one or more of: a fibrous wool support, a fibrous silk support, or a fibrous collagen support.

El cultivo puede comprender cultivar células sobre un soporte de fibra proteica que comprende grupos amina, ácido carboxílico y sulfhidrilo. El cultivo puede comprender cultivar células sobre un soporte celulósico fibroso. El soporte celulósico fibroso puede comprender uno o más de un soporte de lino fibroso, un soporte de piña fibrosa o un soporte de algodón fibroso. El cultivo puede comprender cultivar células sobre un soporte de fibra sintética con una química de superficie reticulable.The culture may comprise culturing cells on a protein fiber support comprising amine, carboxylic acid and sulfhydryl groups. The cultivation may comprise culturing cells on a fibrous cellulosic support. The fibrous cellulosic backing may comprise one or more of a fibrous linen backing, a fibrous pineapple backing, or a fibrous cotton backing. Culturing may comprise culturing cells on a synthetic fiber support with cross-linkable surface chemistry.

El soporte sintético fibroso puede comprender uno o más de un soporte de fibra de carbono, un soporte de Kevlar o un soporte de fibra de vidrio.The fibrous synthetic backing may comprise one or more of a carbon fiber backing, a Kevlar backing, or a fiberglass backing.

El cultivo puede incluir cultivar células sobre el soporte fibroso hasta que las fibras estén rodeadas por colágeno. El cultivo puede incluir cultivar células sobre el soporte fibroso que comprende fibras que tienen una longitud de entre aproximadamente 100 nm y 1 m. El cultivo puede incluir cultivar células sobre el soporte fibroso que tiene una porosidad de entre el 10 y el 99%. El cultivo puede comprender cultivar células de mamífero sobre el soporte fibroso. La curtición puede incluir reticular grupos amina, hidroxilo, sulfhidrilo, tirosilo y ácido carboxílico en las proteínas de la matriz extracelular en el tejido con el soporte. La curtición puede comprender reticular las fibras del soporte fibroso con el tejido a través de enlaces covalentes. La curtición puede comprender reticular las fibras del soporte fibroso con el tejido a través de interacciones iónicas, hidrófobas y de van der Waals.Culturing may include culturing cells on the fibrous support until the fibers are surrounded by collagen. The cultivation may include culturing cells on the fibrous support comprising fibers that are between about 100nm and 1m in length. The cultivation may include culturing cells on the fibrous support having a porosity of between 10 and 99%. The culture may comprise culturing mammalian cells on the fibrous support. Tanning can include cross-linking amine, hydroxyl, sulfhydryl, tyrosyl, and carboxylic acid groups on extracellular matrix proteins in the supported fabric. Tanning may comprise cross-linking the fibers of the fibrous support to the fabric through covalent bonds. Tanning may comprise cross-linking the fibers of the fibrous support with the fabric through ionic, hydrophobic and van der Waals interactions.

Un material compuesto de tejido biológico reforzado con fibras puede incluir: un soporte fibroso que comprende una pluralidad de fibras, en el que las fibras están rodeadas por matriz extracelular, en el que la matriz extracelular y la pluralidad de fibras están reticuladas entre sí.A fiber-reinforced biological tissue composite may include: a fibrous support comprising a plurality of fibers, wherein the fibers are surrounded by extracellular matrix, wherein the extracellular matrix and the plurality of fibers are crosslinked with each other.

El soporte puede ser una fibra de proteína que se produce de manera natural que contiene grupos amina hidroxilo, sulfhidrilo, tirosilo y ácido carboxílico. El soporte puede ser una fibra celulósica que se produce de manera natural que contiene grupos amina, hidroxilo y ácido carboxílico. El soporte puede ser una fibra sintética que contiene químicas de superficie para reticularse con la ECM. Las fibras pueden modificarse químicamente para potenciar la reticulación del tejido con el soporte.The support may be a naturally occurring protein fiber containing amine hydroxyl, sulfhydryl, tyrosyl and carboxylic acid groups. The support may be a naturally occurring cellulosic fiber containing amine, hydroxyl and carboxylic acid groups. The support may be a synthetic fiber containing surface chemicals to crosslink with the ECM. The fibers can be chemically modified to enhance crosslinking of the fabric with the support.

El soporte puede modificarse químicamente para contener grupos de reticulación de tejido que incluyen uno o más de: aminas, ácidos carboxílicos, sulfatos, aldehídos, hidrazidas, sulfhidrilos, diazirinas, aril-azidas, acrilatos y epóxidos.The support may be chemically modified to contain tissue crosslinking groups including one or more of: amines, carboxylic acids, sulfates, aldehydes, hydrazides, sulfhydryls, diazirines, aryl azides, acrylates, and epoxides.

Los grupos de reticulación de tejidos pueden protegerse durante el crecimiento del tejido y activarse para la reticulación cuando se completa el crecimiento del tejido. Los grupos de reticulación de tejidos pueden colgar del soporte con un espaciador de entre 1 dalton y 100 megadaltons.Tissue crosslinking groups can be protected during tissue growth and activated for crosslinking when tissue growth is complete. The fabric crosslinking groups can hang from the support with a spacer between 1 dalton and 100 megadaltons.

El soporte puede reticularse con el tejido a través de interacciones no covalentes, incluyendo interacciones iónicas, hidrófobas y de van der Waals. El soporte puede reticularse con el tejido a través de enlaces covalentes. El soporte puede reaccionar directamente con grupos amina, hidroxilo, sulfhidrilo o ácido carboxílico en el tejido. El soporte puede hacerse reaccionar con un agente de reticulación que reacciona con grupos amina, hidroxilo, sulfhidrilo o ácido carboxílico en el tejido. El peso molecular del agente de reticulación puede ser de entre 1 dalton y 100 megadaltons. El soporte puede hacerse reaccionar con grupos amina, hidroxilo, sulfhidrilo o ácido carboxílico en el tejido a través de una reacción de polimerización que crea agentes de reticulación poliméricos. El soporte puede comprender fibras tejidas, tricotadas o no tejidas que tienen una longitud de entre 100 nm y 1 m. La densidad del material fibroso en el soporte puede ser de entre 10 y 10.000 mg/cc. La porosidad del soporte fibroso puede ser de entre el 10 y el 99%.The support can crosslink with the tissue through non-covalent interactions, including ionic, hydrophobic, and van der Waals interactions. The support can be cross-linked with the fabric through covalent bonds. The support can directly react with amine, hydroxyl, sulfhydryl or carboxylic acid groups on the fabric. The support can be reacted with a crosslinking agent that reacts with amine, hydroxyl, sulfhydryl, or carboxylic acid groups on the fabric. The molecular weight of the crosslinking agent can be between 1 dalton and 100 megadaltons. The support can be reacted with amine, hydroxyl, sulfhydryl, or carboxylic acid groups on the fabric through a polymerization reaction that creates polymeric crosslinking agents. The support may comprise woven, knitted or non-woven fibers having a length between 100nm and 1m. The density of the fibrous material in the support can be between 10 and 10,000 mg/cc. The porosity of the fibrous support can be between 10 and 99%.

Cuando en el presente documento se hace referencia a una característica o elemento como “sobre” otra característica o elemento, puede estar directamente sobre la otra característica o elemento o también pueden estar presentes características y/o elementos intermedios. En cambio, cuando se hace referencia a una característica o elemento como “directamente sobre” otras característica o elemento, no hay características o elementos intermedios presentes. También se entenderá que, cuando se hace referencia a una característica o elemento como “conectado”, “unido” o “acoplado” a otra característica o elemento, puede estar conectado, unido o acoplado directamente a la otra característica o elemento o pueden estar presentes características o elementos intermedios. En cambio, cuando se hace referencia a una característica o elemento como “directamente conectado”, “directamente unido” o “directamente acoplado” a otra característica o elemento, no hay características o elementos intermedios presentes. Los expertos en la técnica también apreciarán que las referencias a una estructura o característica que se dispone “adyacente” a otra característica pueden tener partes que se superponen o que subyacen a la característica adyacente.When a feature or element is referred to herein as "on top" of another feature or element, it may be directly on top of the other feature or element or intermediate features and/or elements may also be present. In contrast, when a feature or element is referred to as “directly above” another feature or element, no intermediate features or elements are present. It will also be understood that, when one feature or element is referred to as "connected", "attached" or "attached" to another feature or element, it may be directly connected, attached or attached to the other feature or element or may be present features or intermediate elements. In contrast, when a feature or element is referred to as "directly connected", "directly attached" or "directly coupled" to another feature or element, no intermediate features or elements are present. Those skilled in the art will also appreciate that references to a structure or feature being disposed "adjacent" to another feature may have portions that overlap or underlie the adjacent feature.

Tal como se usa en el presente documento, se pretende que las formas singulares “un”, “una” y “el/la” incluyan también las formas plurales, a menos que el contexto indique claramente otra cosa. Se entenderá además que los términos “comprende” y/o “que comprende,” cuando se usan en esta memoria descriptiva, especifican la presencia de características, etapas, operaciones, elementos y/o componentes establecidos, pero no excluyen la presencia o la adición de uno o más de otras características, etapas, operaciones, elementos, componentes y/o grupos de los mismos. Tal como se usa en el presente documento, el término “y/o” incluye todas y cada una de las combinaciones de uno o más de los elementos enumerados asociados y puede abreviarse como “/”.As used herein, the singular forms "a", "an", and "the" are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise. It will be further understood that the terms "comprise" and/or "comprising," when used in this specification, specify the presence of stated features, steps, operations, elements and/or components, but do not exclude the presence or addition of one or more other characteristics, stages, operations, elements, components and/or groups of the themselves. As used herein, the term "and/or" includes any and all combinations of one or more of the associated enumerated elements and may be abbreviated as "/".

Los términos relativos espacialmente, tales como “bajo”, “debajo de”, “inferior”, “sobre”, “superior” y similares, pueden usarse en el presente documento para facilitar la descripción para describir la relación de un elemento o característica con otro(s) elemento(s) o característica(s), tal como se ilustra en las figuras. Se entenderá que se pretende que los términos relativos espacialmente engloben diferentes orientaciones del dispositivo u operación en uso además de la orientación representada en las figuras. Por ejemplo, si se invierte un dispositivo en las figuras, los elementos descritos como “bajo” o “por debajo de” otros elementos o características se orientarían entonces “sobre” los otros elementos o características. Por tanto, el término a modo de ejemplo “bajo” puede englobar tanto una orientación de sobre como de bajo. El dispositivo puede orientarse de otro modo (rotado 90 grados o en otras orientaciones) y los descriptores relativos espacialmente usados en el presente documento pueden interpretarse en consecuencia. De manera similar, los términos “hacia arriba”, “hacia abajo”, “vertical”, “horizontal” y similares se usan en el presente documento con fines explicativos únicamente, a menos que se indique específicamente otra cosa. Spatially relative terms, such as "under," "below," "below," "above," "above," and the like, may be used herein for ease of description to describe the relationship of an element or feature to other element(s) or characteristic(s), as illustrated in the figures. It will be understood that spatially relative terms are intended to encompass different orientations of the device or operation in use in addition to the orientation depicted in the figures. For example, if a device is inverted in the figures, elements described as "under" or "below" other elements or features would then be oriented "above" the other elements or features. Thus, the exemplary term "low" can encompass both an over and under orientation. The device may be oriented in another way (rotated 90 degrees or in other orientations) and the spatially relative descriptors used herein may be interpreted accordingly. Similarly, the terms "upward", "downward", "vertical", "horizontal" and the like are used herein for explanatory purposes only, unless specifically indicated otherwise.

Aunque los términos “primero” y “segundo” pueden usarse en el presente documento para describir diversas características/elementos (incluyendo etapas), estas características/elementos no deben limitarse por estos términos, a menos que el contexto indique otra cosa. Estos términos pueden usarse para distinguir una característica/elemento de otra característica/elemento. Por tanto, una primera característica/elemento comentada más adelante podría denominarse una segunda característica/elemento, y de manera similar, una segunda característica/elemento comentada más adelante podría denominarse una primera característica/elemento sin apartarse de las enseñanzas de la presente invención.Although the terms "first" and "second" may be used herein to describe various features/elements (including steps), these features/elements should not be limited by these terms, unless the context indicates otherwise. These terms may be used to distinguish one feature/element from another feature/element. Thus, a first feature/element discussed below could be referred to as a second feature/element, and similarly, a second feature/element discussed below could be referred to as a first feature/element without departing from the teachings of the present invention.

A lo largo de toda esta memoria descriptiva y de las reivindicaciones que siguen, a menos que el contexto requiera otra cosa, la palabra “comprender”, y variaciones tales como “comprende” y “que comprende” significa que pueden emplearse conjuntamente diversos componentes en los métodos y artículos (por ejemplo, composiciones y aparatos incluyendo dispositivo y métodos). Por ejemplo, se entenderá que el término “que comprende” implica la inclusión de cualquier etapa o elemento establecido, pero no la exclusión de cualquier otra etapa o elemento.Throughout this specification and the claims that follow, unless the context otherwise requires, the word "comprising", and variations such as "comprising" and "comprising" mean that various components may be used together in methods and articles (eg compositions and apparatus including device and methods). For example, the term "comprising" will be understood to imply the inclusion of any stated step or element, but not the exclusion of any other step or element.

Tal como se usa en el presente documento en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones, incluyendo tal como se usa en los ejemplos y a menos que se especifique expresamente otra cosa, todos los números pueden leerse como si estuvieran precedidos por la palabra “aproximadamente” o “alrededor de,” aunque el término no aparezca expresamente. La expresión “aproximadamente” o “alrededor de” puede usarse cuando se describe la magnitud y/o la posición para indicar que el valor y/o la posición descritos están dentro de un intervalo esperado razonable de valores y/o posiciones. Por ejemplo, un valor numérico puede tener un valor que es /- el 0,1% del valor establecido (o intervalo de valores), /- el 1% del valor establecido (o intervalo de valores), /- el 2% del valor establecido (o intervalo de valores), /- el 5% del valor establecido (o intervalo de valores), /- el 10% del valor establecido (o intervalo de valores), etc. Cualquier valor numérico facilitado en el presente documento también debe entenderse que incluye aproximadamente o alrededor de ese valor, a menos que el contexto indique otra cosa. Por ejemplo, si se da a conocer el valor “10”, entonces también se da a conocer “aproximadamente 10”. Se pretende que cualquier intervalo numérico citado en el presente documento incluya todos los subintervalos incluidos en el mismo. También se entiende que cuando se da a conocer un valor que es “menor que o igual a” el valor, “mayor que o igual al valor” y posibles intervalos entre valores también se dan a conocer, según lo entienda de manera apropiada el experto en la técnica. Por ejemplo, si se da a conocer el valor “X”, también se da a conocer “menor que o igual a X” así como “mayor que o igual a X” (por ejemplo, cuando X es un valor numérico). También se entiende que a lo largo de la solicitud, los datos se proporcionan en varios formatos diferentes, y que estos datos representan puntos finales y puntos de partida, e intervalos para cualquier combinación de los puntos de datos. Por ejemplo, si se da a conocer un punto de datos particular “10” y un punto de datos particular “15”, se entiende que mayor que también se considera que se dan a conocer mayor que o igual a, menor que, menor que o igual a, e igual a 10 y 15 entre 10 y 15. También se entenderá que se da a conocer cada unidad entre dos unidades particulares. Por ejemplo, si se dan a conocer 10 y 15, entonces también se dan a conocer 11, 12, 13 y 14. As used herein in the specification and claims, including as used in the examples and unless otherwise expressly specified, all numbers may be read as if preceded by the word "approximately" or “around,” although the term does not appear expressly. The expression "approximately" or "about" may be used when describing magnitude and/or position to indicate that the described value and/or position are within a reasonable expected range of values and/or positions. For example, a numeric value can have a value that is /- 0.1% of the set value (or range of values), /- 1% of the set value (or range of values), /- 2% of the set value (or range of values), /- 5% of the set value (or range of values), /- 10% of the set value (or range of values), etc. Any numerical value provided herein is also to be understood to include about or about that value, unless the context indicates otherwise. For example, if the value "10" is disclosed, then "approximately 10" is also disclosed. Any numerical range cited herein is intended to include all subranges included therein. It is also understood that when a value is disclosed that is "less than or equal to" the value, "greater than or equal to the value" and possible ranges between values are also disclosed, as appropriately understood by the skilled person. in technique. For example, if the value "X" is disclosed, "less than or equal to X" is also disclosed as well as "greater than or equal to X" (eg, when X is a numeric value). It is also understood that throughout the application, the data is provided in a number of different formats, and that this data represents end points and start points, and ranges for any combination of the data points. For example, if a particular data point “10” and a particular data point “15” are disclosed, it is understood that greater than greater than or equal to, less than, less than are also considered to be disclosed. or equal to, and equal to 10 and 15 between 10 and 15. It will also be understood that each unit between two particular units is disclosed. For example, if 10 and 15 are disclosed, then 11, 12, 13, and 14 are also disclosed.

Claims (12)

REIVINDICACIONES 1. Material compuesto de tejido biológico reforzado con fibras, comprendiendo el material:1. Fiber-reinforced biological fabric composite material, the material comprising: un soporte fibroso que comprende una pluralidad de fibras,a fibrous support comprising a plurality of fibers, en el que las fibras están rodeadas por matriz extracelular, yin which the fibers are surrounded by extracellular matrix, and en el que la matriz extracelular y la pluralidad de fibras están reticuladas entre sí.wherein the extracellular matrix and the plurality of fibers are crosslinked with each other. 2. Material compuesto de tejido biológico reforzado con fibras según la reivindicación 1, en el que cada una de las fibras de la pluralidad de fibras tiene una longitud en un intervalo de desde 100 nm hasta 1 m, más preferiblemente desde 100 nm hasta 1 mm.2. Composite material of biological tissue reinforced with fibers according to claim 1, in which each of the fibers of the plurality of fibers has a length in a range of from 100 nm to 1 m, more preferably from 100 nm to 1 mm . 3. Material compuesto de tejido biológico reforzado con fibras según la reivindicación 1, en el que las fibras de la pluralidad de fibras comprenden al menos una de fibras tejidas, fibras tricotadas o fibras no tejidas.The fiber-reinforced biological tissue composite material according to claim 1, wherein the fibers of the plurality of fibers comprise at least one of woven fibers, knitted fibers or non-woven fibers. 4. Material compuesto de tejido biológico reforzado con fibras según la reivindicación 1, en el que el soporte fibroso tiene una porosidad en un intervalo de desde el 10% hasta el 99%.4. Composite material of biological tissue reinforced with fibers according to claim 1, in which the fibrous support has a porosity in a range of from 10% to 99%. 5. Material compuesto de tejido biológico reforzado con fibras según la reivindicación 1, en el que el soporte fibroso tiene una densidad dentro de un intervalo de 10 mg/cc a 10.000 mg/cc.The fiber-reinforced biological tissue composite material according to claim 1, wherein the fibrous support has a density within a range of 10 mg/cc to 10,000 mg/cc. 6. Material compuesto de tejido biológico reforzado con fibras según la reivindicación 1, en el que el soporte fibroso tiene un grosor en un intervalo de desde 10 |im hasta 5 mm.6. Composite material of biological tissue reinforced with fibers according to claim 1, in which the fibrous support has a thickness in a range from 10 µm to 5 mm. 7. Material compuesto de tejido biológico reforzado con fibras según la reivindicación 1, en el que el soporte fibroso comprende un material seleccionado del grupo que consiste en fibra de carbono, Kevlar, fibra de vidrio, un material celulósico fibroso, lana fibrosa, seda fibrosa y colágeno fibroso.The fiber-reinforced biological tissue composite material according to claim 1, wherein the fibrous support comprises a material selected from the group consisting of carbon fiber, Kevlar, fiberglass, a fibrous cellulosic material, fibrous wool, fibrous silk and fibrous collagen. 8. Material compuesto de tejido biológico reforzado con fibras según la reivindicación 1, en el que el soporte fibroso comprende una fibra de proteína que se produce de manera natural, comprendiendo la fibra de proteína que se produce de manera natural al menos uno de un grupo amina hidroxilo, un grupo sulfhidrilo, un grupo tirosilo o un grupo ácido carboxílico.The fiber-reinforced biological tissue composite material according to claim 1, wherein the fibrous support comprises a naturally occurring protein fiber, the naturally occurring protein fiber comprising at least one of a group amine hydroxyl, a sulfhydryl group, a tyrosyl group or a carboxylic acid group. 9. Material compuesto de tejido biológico reforzado con fibras según la reivindicación 1, en el que el soporte fibroso tiene una química de superficie configurada para permitir la reticulación entre las fibras dentro de la pluralidad de fibras y la matriz extracelular.The fiber-reinforced biological tissue composite material of claim 1, wherein the fibrous support has a surface chemistry configured to allow crosslinking between the fibers within the plurality of fibers and the extracellular matrix. 10. Material compuesto de tejido biológico reforzado con fibras según la reivindicación 1, en el que las fibras de la pluralidad de fibras se modifican químicamente para potenciar la reticulación del tejido con el soporte fibroso.10. The fiber-reinforced biological tissue composite according to claim 1, wherein the fibers of the plurality of fibers are chemically modified to enhance cross-linking of the tissue with the fibrous support. 11. Material compuesto de tejido biológico reforzado con fibras según la reivindicación 1, en el que el soporte fibroso se modifica químicamente para contener un grupo de reticulación de tejido seleccionado del grupo que consiste en aminas, ácidos carboxílicos, sulfatos, aldehídos, hidrazidas, sulfhidrilos, diazirinas, aril-azidas, acrilatos y epóxidos.The fiber-reinforced biological tissue composite material of claim 1, wherein the fibrous support is chemically modified to contain a tissue crosslinking group selected from the group consisting of amines, carboxylic acids, sulfates, aldehydes, hydrazides, sulfhydryls , diazirines, aryl-azides, acrylates and epoxides. 12. Material compuesto de tejido biológico reforzado con fibras según la reivindicación 1, en el que la matriz extracelular y la pluralidad de fibras están reticuladas entre sí a través de al menos uno de enlaces covalentes, enlaces iónicos, interacciones hidrófobas o interacciones de van der Waals. 12. The fiber-reinforced biological tissue composite material according to claim 1, wherein the extracellular matrix and the plurality of fibers are crosslinked with each other through at least one of covalent bonds, ionic bonds, hydrophobic interactions or van der interactions. waals.
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